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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERA EN TELEINFORMÁTICA
ÁREA
TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES
TEMA
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE SIGNOS
VITALES PARA PERSONAS ADULTAS CON AFECCIONES
CARDÍACAS”
AUTORA
JOHNSON MOSCOSO MELODY ESTEFANÍA
DIRECTOR DEL TRABAJO ING. TELEC. VEINTIMILLA ANDRADE JAIRO GEOVANNY, MBA.
GUAYAQUIL, ABRIL 2019
ii
Declaración de Autoría
“La responsabilidad del contenido de este trabajo de Titulación, me corresponde
exclusivamente; y el patrimonio intelectual del mismo a la Facultad de Ingeniería
Industrial de la Universidad de Guayaquil”
Johnson Moscoso Melody Estefanía
C.I. 0706798121
iii
Dedicatoria
El siguiente trabajo para la obtención del título de Ingeniera en teleinformática está
dedicado a mi madre Janneth Moscoso Sánchez que es el pilar fundamental en mi vida,
que ha estado siempre presente para lograr cada meta que me he propuesto, mostrando que
confía en mi en cada paso que doy, mostrándome que con perseverancia y honestidad se
pueden lograr muchas cosas. A mi padre Pablo Johnson que siempre está pendiente de mi
pese a la distancia me motiva a seguir adelante y a mi enamorado que me ha brindado paz,
tranquilidad, sabiduría para tomar decisiones y no decaer en momentos difíciles.
iv
Agradecimientos
Agradezco,
A Dios por permitirme llegar a esta instancia de mi vida, porque cada meta cumplida es
gracias a su ayuda, porque mi fe en él nunca ha cambiado.
De la misma manera a mis padres que trabajan muy duro para que no me falte nada y que
me apoyaron para estudiar en otra ciudad confiando en que alcanzaría mis metas.
A los docentes de la Universidad de Guayaquil de la carrera de Ingeniería en
Teleinformática que compartieron sus conocimientos y experiencias para la preparación
académica de cada uno de sus estudiantes.
v
Índice General
N.º Descripción Pág
Introducción 1
Capítulo I
El Problema
N.º Descripción Pág
1.1 Planteamiento del problema 2
1.1.1 Formulación del problema 3
1.1.2 Sistematización del problema 3
1.2 Objetivos de la investigación 3
1.2.1 Objetivo General 3
1.2.2 Objetivos Específicos 3
1.3 Justificación e importancia 4
1.4 Alcance 4
1.5 Delimitación 5
Capítulo II
Marco Teórico
N.º Descripción Pág
2.1 Antecedentes de la investigación 6
2.1.1 Antecedente 1 6
2.1.2 Antecedente 2 6
2.1.3 Antecedente 3 8
2.1.4 Antecedente 4 8
2.1.5 Antecedente 5 8
2.2 Marco teórico 9
2.2.1 Signos Vitales 9
2.2.1.1 Frecuencia respiratoria 10
2.2.1.2 Frecuencia Cardíaca 11
2.2.1.3 Pulso arterial 12
2.2.1.4 Temperatura corporal 14
2.2.1.5 Presión arterial 14
2.2.2 Afección Cardíaca 16
vi
N.º Descripción Pág
2.2.2.1 Síntomas comunes de las afecciones cardíacas 16
2.2.2.2 Causas de las afecciones cardíacas 17
2.2.2.3 Afecciones cardíacas más frecuentes 18
2.2.3 Tecnología y sistemas 19
2.2.3.1 Sistema de comunicación 19
2.2.3.2 Sistema de control 20
2.2.3.3 Sistema de información 20
2.2.4 Comunicaciones Inalámbricas 20
2.2.4.1 Tipos de tecnologías de comunicación inalámbrica 21
2.2.5 Internet de las cosas (IOT) 23
2.2.5.1 Arquitectura Iot 24
2.2.5.2 Plataformas IOT 27
2.2.6 Microcontroladores 30
2.2.7 Arduino UNO 30
2.2.8 Módulo Wi-Fi ESP8266 31
2.2.9 NodeMCU-ESP8266 32
2.2.10 Sensor de temperatura LM35 32
2.2.11 Sensor de pulso cardíaco 33
2.2.12 Herramientas de monitoreo de signos vitales 34
2.2.12.1 Herramientas tradicionales 34
2.2.12.2 Herramientas actuales 35
2.3 Marco conceptual 38
2.3.1 Sistema 38
2.3.2 Sistema en tiempo real 38
2.3.3 Tecnología de los ordenadores 38
2.3.4 Tecnología de ordenadores aplicada en la salud 39
2.3.5 Monitorización 39
2.3.6 Plataforma 39
2.3.7 Sensores 39
2.3.8 Telemedicina 40
2.3.9 Área de cardiología 40
2.4 Marco legal 40
vii
Capítulo III
Metodología
N.º Descripción Pág
3.1 Descripción del Proceso Metodológico 42
3.2 Diseño de la Investigación 42
3.2.1 Metodología Bibliográfica 42
3.2.2 Metodología Experimental y Explicativa 42
3.2.2.1 Población 43
3.2.2.2 Ecuación para establecer la muestra de las personas a encuestar 43
3.2.2.3 Técnicas e instrumentos 44
Capítulo IV
Desarrollo de la propuesta
N.º Descripción Pág
4.1 Hardware 70
4.1.1 Sensores de temperatura 70
4.1.1.1 Sensor arduino LM35 70
4.1.1.2 Sensor Arduino TMP36 71
4.1.1.3 Sensor Arduino TC74 71
4.1.1.4 Sensor infrarrojo MLX90614ESF 71
4.1.2 Sensores de frecuencia cardíaca 73
4.1.2.1 Sensor Amped 73
4.1.2.2 Sensor Grove Finger Clip 74
4.1.2.3 OMRON 74
4.1.2.4 Zephyr Wireless Heart Sensor 74
4.2 Software 77
4.3 Desarrollo del sistema de monitorización de signos vitales 78
4.4 Desarrollo del módulo de presión arterial 82
4.5 Pruebas de los sensores 90
4.6 Conclusiones 92
4.7 Recomendaciones 93
Anexos 94
Bibliografía 110
viii
Índice de tablas
N.º Descripción Pág
1 Rangos de la frecuencia respiratoria 10
2 Rangos normales en la frecuencia cardíaca 11
3 Rangos normales en adultos 12
4 Aspectos del pulso arterial 13
5 Rangos normales en la temperatura 14
6 Rangos normales de la presión arterial 15
7 Técnicas e instrumentos aplicados en la investigación 44
8 Lista de los profesionales que participaron en la encuesta de la
ciudad de Machala
46
9 Pregunta sobre si los médicos cuentan con acceso a internet 47
10 Pregunta en la cual refleja si han utilizado herramientas
tecnológicas
48
11 Lista de personas que creen que si es bueno implementar un sistema
de monitoreo
49
12 Personas que están de acuerdo con los avances tecnológicos en la
salud
50
13 Lista de personas que utilizarían el sistema de control 51
14 Personas que creen que es necesario implementar herramientas
tecnológicas
52
15 Lista de personas que les gustaría recibir la notificación de alerta 53
16 Lista de personas que están de acuerdo que la implementación del
sistema les ayudara a obtener un previo diagnostico
54
17 Lista de personas que estarían de acuerdo en utilizar un sistema en
tiempo real
55
18 Lista de personas que creen que este sistema sería innovador para el
área de cardiología
56
19 Número de personas que cuentan con internet en su domicilio 58
20 Número de personas que estarían dispuestas a pagar por un
dispositivo
59
ix
N.º Descripción Pág
21 Personas que les gustaría saber cómo esta sus signos vitales por
medio de un dispositivo
60
22 Número de personas que expusieron que les gustaría que mida este
dispositivo
61
23 Personas que estarían dispuesto a usar una herramienta tecnológica 62
24 Personas que sabían que un dispositivo puede enviar mensajes de
alerta
63
25 Personas que creen que es necesario implementar herramientas
tecnológicas
64
26 Número de personas que desean que el médico tenga un informe
sobre sus signos
65
27 Personas que creen que la implementación del sistema les ahorrará
tiempo
66
28 Número de personas que les gustaría que los médicos utilicen el
sistema para llevar un control de salud de sus pacientes
67
29 Comparación de sensores de temperatura 72
30 Comparación de los sensores de la frecuencia cardíaca 75
31 Comparación de las especificaciones de los tipos de Arduino 77
32 Plataformas IoT 78
33 Comparación de sensor de temperatura 90
34 Comparación de sensor de pulso cardíaco 90
35 Comparación de sensor de presión arterial 90
36 Análisis de costo del prototipo 91
x
Índice de figuras
N.º Descripción Pág
1 Zephyr HxM Bluetooth Wireless Heart Rate Sensor for Android and
Windows
7
2 Principales signos vitales del cuerpo humano 9
3 Frecuencia respiratoria 10
4 Pulso Políteo, pedio, radial y tibial superior 13
5 Corazón sano y Corazón con insuficiencia cardíaca. 16
6 Partes del corazón. 17
7 Sistema de comunicación 19
8 Transmisión de radio 21
9 Red celular 22
10 Conexión inalámbrica Wifi. 22
11 Diagrama de bloques IOT 24
12 Comunicación IOT a través de Gateway 26
13 Comunicación IOT sin pasarela. 26
14 Plataforma ThingSpeak. 28
15 Plataforma Cayenne 29
16 Partes de un microcontrolador 30
17 Arduino UNO 31
18 Partes de un módulo Wi-Fi ESP8266. 31
19 Partes del NodeUMC 32
20 Sensor de temperatura LM35 33
21 Sensor de pulso cardíaco 33
22 Termómetro de mercurio 34
23 Esfigmomanómetro mercurial 34
24 Pulsómetro de correa y reloj 35
25 Tensiómetro de brazo. 36
26 Termómetro digital 36
27 Holter monitor de electrocardiograma 37
28 Xiomy mi band 2 37
29 Personas que cuentan con acceso a internet 47
xi
N.º Descripción Pág
30 Uso de herramientas tecnológicas para saber el estado de salud de
un paciente
48
31 Personas que indicaron si es bueno implementar un sistema de
monitoreo de signos vitales
49
32 Personas de acuerdo con los avances tecnológicos que se han
implementado en la salud
50
33 Personas dispuestas a usar un sistema de control para monitorear a
sus pacientes
51
34 Personas que indicaron si es necesario implementar herramientas
tecnológicas para mejorar la calidad de vida de una persona
52
35 Personas que mediante un mensaje de alerta quieren que sea
notificado, si su paciente se encuentra mal de salud
53
36 Necesidad de la implementación de un sistema de monitoreo de
signos vitales le ayudara a tener un previo diagnóstico
54
37 Personas de acuerdo en utilizar un sistema en tiempo real para saber
los signos vitales de sus pacientes
55
38 Personas que piensa que un sistema de monitoreo de signos vitales
seria innovador dentro del área de cardiología
56
39 Personas que cuentan con internet en su domicilio 58
40 Personas que estarían dispuesta a pagar por un dispositivo
electrónico
59
41 Número de personas que les gustaría saber cómo están sus signos
vitales por un dispositivo.
60
42 Personas que contestaron que les gustaría que mida este dispositivo 61
43
Número de personas que estarían dispuestas a usar una herramienta
tecnológica
62
44 Número de personas que sabían que un dispositivo puede enviar
mensajes de alerta
63
45 Número de personas creen necesario implementar herramientas
tecnológicas
64
xii
N.º Descripción Pág
46 Personas que desean que un médico tenga un informe detallado
acerca de su salud
65
47 Número de personas que creen que la implementación del sistema
les ahorrará tiempo
66
48 Personas que desearían que los médicos utilicen este sistema para
llevar el control de sus pacientes
67
49 Esquema general del sistema 70
50 Sensor LM35 con especificación técnica en grados centígrados 73
51 Sensor LM35 tiempo de respuesta de aire y aceite 73
52 Sensor LM35 tiempo de respuesta de la entrada 73
53 Diagrama de flujo del proceso del sensor de temperatura en el
sistema
74
54 Esquema del sensor de frecuencia cardiaca 76
55 Diagrama de flujo del proceso del sensor de pulso en el sistema 76
56 Diagrama de bloque de la Arduino yun rev 2 78
57 Botonera de los síntomas de las afecciones cardíacas. 80
58 Circuito de la primera prueba con el ESP8266 81
59 Visualización temperatura 81
60 Visualización de sensor pulso y botones 82
61 Esquema de módulo de presión 82
62 Presión sistólica y diastólica 83
63 Sensor de presión MPX5500DP 83
64 Circuito acondicionador del MPX5500DP 83
65 Respuesta lineal del sensor 84
66 Circuito amplificador 86
67 Frecuencia del filtro 86
68 Señal de oscilación 87
69 Creación de canales sistólica y diastólica 88
70 Creación de disparadores de emergencia 88
71 Creación del funcionamiento del sistema completo 89
72 Diagrama de flujo final 89
xiii
Índice de anexos
N.º Descripción Pág
1 Manual de usuario 95
2 Manual para médico 97
3 Codificación del prototipo 100
4 Detalles técnicos de sensores 102
xiv
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELEINFORMÁTICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
“DISEÑO DE UN SISTEMA DE MONITOREO DE SIGNOS VITALES
PARA PERSONAS ADULTAS CON AFECCIONES CARDÍACAS”
Autora: Johnson Moscoso Melody Estefanía.
Tutor: Ing. Telecom. Veintimilla Andrade Jairo, MBA.
Resumen
En la actualidad, la segunda causa de muerte es debido a enfermedades cardíacas, por
ello el presente trabajo de titulación se denomina “Diseño de un sistema de monitoreo de
signos vitales para personas adultas con afecciones cardíacas”, el cual tiene el objetivo de
ayudar al control de salud de pacientes, mediante encuestas a la sociedad y entrevistas a
profesionales se obtuvo información de cuáles eran las necesidades principales de estas
personas, para así realizar un prototipo para monitorear los tres principales signos vitales
como temperatura, frecuencia cardíaca y presión arterial, que sea de fácil uso para ellos. Este
sistema compuesto de sensores para la medición de signos vitales, Arduino, y Wi-Fi;
permiten automatizar procesos y mostrar valores en tiempo real mediante una plataforma de
Internet de las cosas como MyDevices Cayenne se podrá visualizar los datos y serán
receptados por el médico permitiendo tener un previo diagnóstico de la salud del paciente,
en caso de tener valores excedidos de lo normal se enviará un mensaje de alerta al correo
electrónico designado. Llegando a la conclusión que este dispositivo es confiable y seguro
para obtener datos en tiempo real de pacientes con afecciones cardíacas.
Palabras clave: Arduino, sensores, Internet de las cosas, dispositivo inteligente.
xv
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CARRERA DE INGENIERÍA EN TELEINFORMÁTICA
UNIDAD DE TITULACIÓN
‘Design of a vital signs monitoring system for adults with
heart conditions’
Author: Johnson Moscoso Melody Estefanía
Advisor: TE Veintimilla Andrade Jairo, MBA
Abstract
Currently, the second cause of death is due to heart diseases, that is why this research is
called “Design of a vital signs monitoring system for adults with heart conditions” which
has as objective to help to control the patient health. In order to obtain information about the
main needs of the patients, surveys and interviews were conducted, and then carry out a
prototype to monitor the three main vital signs such as temperature, heart rate, and blood
pressure, making it easy for them to use. This system made up by sensors for reading vital
signs, Arduino, and Wi-Fi; allows to automatize processes and show live values through an
Internet-of-things plataform such as MyDevices Cayenne. This prototype visualizes the data
and will be accepted by the doctor who will give a previous diagnosis of the patient's health,
and an alert message will be sent to the designated email if the values are exceeded. The
conclusion is that this device is reliable and safe to obtain real-time data from patients with
heart conditions.
Keywords: Arduino, sensors, internet-of-things, smart device.
Introducción
En la actualidad las personas tienden a sufrir enfermedades cardiovasculares debido al
mal consumo de alimentos grasos en exceso, bebidas azucaradas, falta de actividad física,
estrés laboral, por desórdenes metabólicos, y en casos particulares porque puede ser
hereditaria. En ocasiones el paciente si siente algo anormal en sus signos vitales acude a un
hospital o clínica para realizarse el respectivo chequeo, una vez que el resultado haya sido
leído por el doctor se manejara un tratamiento acorde a su enfermedad, después de ello el
paciente se retira a su hogar en el cual ya no es posible que él sea monitoreado o controlado
por un médico, tratando de llevar un seguimiento de su tratamiento, prescindiendo de esa
información fundamental para el mejoramiento del paciente.
Dentro del mundo de la salud se ha introducido nuevas tecnologías las cuales ha
permitido que vayan evolucionando significativamente, de manera que se pueda obtener
precisión en el diagnóstico y en el resultado no solo manejando con rapidez los procesos
sino también ayudando al ser humano para tener un tratamiento oportuno. La telemedicina
mejora la eficiencia y rapidez en la atención del paciente mediante ordenadores se registra
historia médica de un paciente, registros de datos, pedidos de medicamentos, visualización
de resultados en línea, etc.
La implementación de equipos electrónicos portátiles para el monitoreo de signos vitales
ayuda al paciente a verificar su frecuencia cardíaca y temperatura, se presentan algunas
veces en forma de pulseras, relojes, entre otros para el fácil manejo y comodidad del usuario,
sin embargo, no cumplen con todas las características necesarias para tener informe
detallado del paciente.
El presente trabajo investigativo se enfoca al sistema de monitoreo de signos vitales del
paciente como frecuencia cardíaca, temperatura y presión arterial con el objetivo de brindar
una ayuda fácil, rápida y un tratamiento oportuno, aportando al paciente la facilidad de
realizar su revisión de signos vitales sin la necesidad de que tenga que movilizarse a un
hospital o centro médico. El siguiente trabajo se divide en cuatro capítulos que están
constituidos de la siguiente manera: Capítulo I se centra en la identificación y delimitación
del problema, situación de los involucrados, además de los objetivos y alcance de la
investigación, el capítulo II hace referencia al estudio de sistematización de tecnologías de
monitoreo de signos vitales, marco teórico, antecedentes, fundamentación teórica del
estudio, el capítulo III abarca aspectos como la metodología a usar, diseño, técnicas y
procedimientos para la recolección de información, y el capítulo IV hace referencia a la
implementación del sistema, conclusiones y recomendaciones.
Capítulo I
El Problema
1.1 Planteamiento del problema.
Los avances tecnológicos han evolucionado el mundo de la medicina a través del tiempo,
se han realizado grandes e importantes estudios que han permitido que se analice a
profundidad varias enfermedades que hay en la actualidad, así como el aporte a la mejora de
varios tratamientos para pacientes, buscando siempre mejorar el estilo de vida del ser
humano que padezca de alguna enfermedad.
En la actualidad la segunda causa de muerte se debe a enfermedades cardíacas que se
están incrementando debido al mal consumo de alimentos, exceso de bebidas azucaradas,
falta de actividad física y estrés, este tipo de enfermedades se desarrollan lentamente con el
transcurso del tiempo hasta provocar la muerte. (El telegráfo, 2018).
Tradicionalmente estas enfermedades suelen presentarse en personas adultas de 45 años
en adelante, sin embargo, esta situación es alarmante ya que se han diagnosticado más
pacientes con hipertensión, miocardiopatía, arritmia cardíaca, entre otras siendo una
complicación en su salud porque en cualquier momento podría tener un paro cardíaco
repentino. Por ello la necesidad de realizarse chequeos médicos constantemente para saber
si sus signos vitales como presión, ritmo cardíaco y temperatura se encuentren bien; tratando
de mantener un control de su salud, evitando el consumo de comidas rápidas, haciendo
ejercicio regularmente y abstenerse al consumo de bebidas alcohólicas, sin embargo, no
todos tienen la fuerza de voluntad para cambiar su estilo de vida.
Existen varios factores como el tiempo sea por motivo de trabajo, viaje y movilización,
el dinero, aunque hay centros de salud gratuitos, pero el tener que esperar o tomar un turno
es uno de los motivos que impiden que se tenga un seguimiento de su estado de salud, por
lo tanto cuando se tiene este tipo de enfermedades se requiere mantener un control entre 3 o
4 veces por semana para que el médico pueda revisar que sus signos vitales estén en los
rangos normales.
Actualmente hay dispositivos para mantener una comunicación continua entre paciente
y doctor, sin embargo, no todos tienen la facilidad de usarla por falta de conocimiento
evitando su uso por miedo a quedar mal enfrente de otras personas que son más ágiles en el
uso de las mismas o por hacer perder la información de algún dispositivo. Los adultos sienten
que deben realizar un esfuerzo aun mayor para adaptarse a diferentes tipos de tecnologías.
Por eso existe la necesidad de crear un sistema de monitoreo de signos vitales para adultos
El problema 3
con afecciones cardíacas que sea fácil de manejar, permita llevar un control de los pacientes
y así poder mejorar su calidad de vida. Este control hará que exista una comunicación entre
paciente y doctor obteniendo resultados de forma más rápida, eficaz en el diagnóstico y
tratamiento.
Se desarrollará este sistema basado en las necesidades de los pacientes con afecciones
cardíacas con la comodidad de tener un dispositivo que verifique que sus signos vitales se
encuentren bien, sea que este en su casa o en el trabajo esta información será visualizada por
el doctor a cargo que podrá tener un diagnóstico previo del estado de salud del paciente.
1.1.1 Formulación del problema
¿Es factible diseñar un sistema de monitoreo de signos vitales que permita mantener la
comunicación entre doctor y personas adultas con afecciones cardíacas?
1.1.2 Sistematización del problema
• ¿Cuáles son las necesidades de los pacientes con afecciones cardíacas?
• ¿Qué tipo de tecnología de monitoreo de signos vitales hay en la actualidad?
• ¿En que beneficiará al paciente aplicar este sistema?
• ¿Causará alguna dificultad para los adultos utilizarlo?
• ¿Como será la acogida de este sistema por los doctores?
1.2 Objetivos de la investigación
1.2.1 Objetivo General
Diseñar un sistema que permita monitorear los principales signos vitales de personas
adultas con afecciones cardíacas.
1.2.2 Objetivos Específicos
• Estudiar los principales signos vitales del cuerpo humano basado en los rangos
normales.
• Estudiar la tecnología de monitoreo de signos vitales.
• Recopilar información por medio de médicos especialistas en el campo.
• Diseñar un sistema de monitoreo en tiempo real de signos vitales basado en el estudio
de campo.
El problema 4
1.3 Justificación e importancia
Al contar con estos avances tecnológicos ha permitido que la información, equipos y
medios de la medicina vayan evolucionando, mediante herramientas de análisis de datos e
inteligencia utilizando la información que se recibe para que cada consulta tenga resultados
de forma rápida y confiable aportando con un mecanismo el cual permite que el doctor tenga
un mejor diagnóstico.
Al realizar un sistema de monitoreo de signos vitales se pretende que los pacientes con
afecciones cardíacas tengan un control constante sobre su salud sin necesidad de que tenga
que acercarse a un centro médico previniendo cualquier tipo de riesgo o complicación de su
enfermedad.
Se realizará una investigación profunda mediante la recopilación de información de
cardiólogos que brindarán más conocimiento acerca de las afecciones cardíacas y por medio
del estudio de campo de esa área se podrá realizar el diseño del sistema, de manera que sea
un beneficio para ambas partes, el cardiólogo podrá tener un diagnóstico previo de los signos
vitales de las personas con este tipo de enfermedades y se adaptará a las necesidades del
paciente tratando de optimizar tiempo y recursos.
Este sistema aportará con características como eficiencia y confiabilidad para tener una
comunicación entre paciente y doctor para el control de signos vitales del ser humano y con
más razón si tiene una enfermedad relacionada con estos signos, se tendría un constante
monitoreo y oportuno tratamiento, realizando la evaluación con disponibilidad, seguridad e
integración de los datos, garantizando que la información enviada sea del paciente.
La importancia fundamental de este proyecto se basa en adaptar un mecanismo fácil de
manejar para los adultos teniendo un seguimiento respecto a su salud e informar de manera
oportuna actuales enfermedades, por ello contará con sensores específicos para tener valores
promedios de sus signos vitales.
1.4 Alcance
A través de este proyecto se realizará:
• Documentar toda la información sobre las necesidades de los pacientes y posibles
síntomas de las afecciones cardíacas.
• Visualizar el estado de salud del paciente en tiempo real.
• Se realizará un diseño de un sistema de monitoreo de signos vitales que permita tener
un seguimiento a la salud de personas adultas con afecciones cardíacas.
El problema 5
• Tener un registro periódico de los datos almacenados en el sistema de manera
estadística del paciente.
1.5 Delimitación
Línea de investigación: Tecnología de los ordenadores
Sublínea de investigación: Sistema en tiempo real
Tema: Diseño de un sistema de monitoreo de signos vitales para personas adultas con
afecciones cardíacas
Problema: El uso de un sistema de monitoreo permitirá que el paciente tenga un control
de sus signos vitales
Delimitación Temporal: Este trabajo investigativo tendrá un período de duración
aproximado de 4 meses
Delimitación muestral: Adultos con afecciones cardíacas de la ciudad de Machala
Capítulo II
Marco Teórico
El siguiente capítulo está conformado por los antecedentes de la investigación, además
esta divido en cuatro partes fundamentales, la primera que consta de los signos vitales del
cuerpo humano, describiendo cada uno de ellos con su respectiva tabla de valores de los
rangos normales, la segunda parte de la afección cardíaca, síntomas, causas en personas
adultas, la tercera parte sobre las tecnologías y sistemas y la cuarta parte sobre el monitoreo
de signos vitales, las herramientas tecnológicas actuales en la medicina para la
monitorización de las mismas.
2.1 Antecedentes de la investigación
2.1.1 Antecedente 1
Según un reporte emitido por el diario “El comercio”. La Organización Panamericana de
la Salud (OPS) obtuvo información sobre la salud en Ecuador, acerca de las personas que
padecen enfermedades cardiovasculares, dando como resultado de una encuesta a 2231
personas entre 18 y 69 años, estos resultados fueron arrasadores y confirmando que el 30%
de la población adulta entre 40 y 69 años está en riesgo de padecer una enfermedad que
involucre el sistema cardíaco. Esto se debe al sedentarismo que en conjunto con la mala
alimentación y estrés provoca alteraciones en la salud, llevando de manera exponencial a
sufrir enfermedades cardiovasculares, las cuales no son detectadas sino hasta que muestra
síntomas alarmantes como agitación, dolores de pecho, mareos, entre otros. (Comercio,
2016)
2.1.2 Antecedente 2
Mediante una revista científica se realizó la investigación acerca del monitoreo del ritmo
cardíaco a través de dispositivos móviles señalando que ha aumentado el número de
personas con enfermedades cardiovasculares, por ello se generó una necesidad para el ser
humano, sistematizando la lectura del ritmo cardíaco a través de un software, que contribuya
con características como eficiencia y rapidez para el monitoreo de pacientes del área de
cardiología. Utilizando herramientas tecnológicas como los dispositivos móviles con el fin
de obtener información beneficiando al paciente en el control y diagnóstico de su frecuencia
cardíaca (Carlos Aveiga Paini, Byron Criollo Altamirano y Ana CruzQuijije, 2018). Esto
muestra que la necesidad de crear este sistema es factible para personas con problemas
Marco teórico 7
cardiovasculares, tratando de realizar acciones rápidas y correctivas antes de que se agrave
el problema.
El uso de la telemedicina permite que haya una prestación de servicios en casa, generando
historiales y alertas de salud del paciente, las personas que padecen estas enfermedades
requieren de un constante control de su frecuencia cardíaca.
Funcionamiento del sistema: El sistema cuenta con materiales como Zephyr HxM
Bluetooth Wireless Heart Rate Sensor for Android and Windows, el cual permite leer la
frecuencia cardíaca, además de que es cómodo y pequeño para el uso del paciente, se conecta
con dispositivos móviles a través del bluetooth brindando información en tiempo real.
Figura 1. Zephyr HxM Bluetooth Wireless Heart Rate Sensor for Android and Windows. Información tomada
de https://www.amazon.es/Zephyr-Wireless-Heart-Sensor-Black/dp/B018KT2Q0Y. Elaborada por Amazon
Los datos de la frecuencia cardíaca son enviados mediante bluetooth al dispositivo móvil,
el cual cuenta con un sistema operativo Android para mostrar la lectura y resultados del
paciente, adicional enviara un mensaje de texto si existe una alerta en su estado de salud.
Evaluación del proyecto: Este proyecto se realizó para paciente con enfermedades
cardiovasculares que acuden al Hospital Naval y al departamento de medicina del Instituto
Bolivariano, para la monitorización de la frecuencia cardíaca, implementando un registro
del paciente. Los pacientes del Hospital Naval en un total del 57% acuden al área de
cardiología, respecto a la edad se observó que en un 66% estos pacientes son de más de 57
años, el 17% entre 47 y 56 años, el 11% entre 37 y 46 años y el 6% se encuentra entre 17 y
36 años estos grupos corresponden a pacientes específicos del área de cardiología,
asumiendo que los adultos desde los 50 años comienzan a tener síntomas de afecciones
cardíacas. (Carlos Aveiga Paini, Byron Criollo Altamirano y Ana CruzQuijije, 2018)
Conclusión: La motivación de este proyecto es mejorar la vida de las personas con estas
enfermedades, este sistema es de bajo costo, además de una disponibilidad de 24 horas en
Marco teórico 8
comparación con otros productos, permite llevar un control del paciente y siendo de fácil
uso aprueba que se lo podrá utilizar en cualquier momento.
2.1.3 Antecedente 3
El trabajo de titulación para obtener el título de Ingeniero Electrónico y que tiene por
tema “Diseño y elaboración de un prototipo de monitor de signos vitales aplicando métodos
no invasivos con comunicación de datos a dispositivos móviles” (Durán, 2015), tiene
objetivo principal adquirir la lectura de los signos vitales tales como temperatura, frecuencia
cardíaca y presión arterial mediante una aplicación móvil con el fin de ayudar a mejorar los
tiempos en los centros de salud.
Ante el hecho del tiempo de espera en hospitales se buscó la manera de solucionar
tecnológicamente este tipo de inconvenientes, que permita monitorear los signos vitales de
los pacientes mediante un dispositivo móvil, presentando un equipo portátil de fácil manejo,
en el cual se pueda utilizar más en lugares rurales o que no se encuentre con energía eléctrica,
optimizando recursos. Concluyendo que el prototipo puede ser manejado por cualquier
persona, en él se puede obtener valores satisfactorios de la lectura de la frecuencia cardiaca
y temperatura a través de la aplicación móvil, además se recomendó que un futuro se pueda
agregar formas de onda de electrocardiogramas, presión arterial, entre otros.
2.1.4 Antecedente 4
Trabajo de investigación previa a la obtención del título de maestría y que tiene por título
“Redes de sensores inalámbricos enfocadas a la medicina con énfasis en control de los signos
vitales en pacientes adultos mayores” (Sánchez, 2016) presenta como objetivo estudiar los
sensores inalámbricos mediante un monitoreo basado en la tecnología para adultos mayores,
utilizando un protocolo Zigbee, este módulo de comunicación puede realizar 300 tomas
normalmente y se adaptó de manera que se pueda transmitir valores de los signos vitales a
una base principal. Creado para un fácil manejo y cuenta con un manual para el paciente
donde se indica como es su uso y que beneficios tiene para pacientes adultos mayores.
2.1.5 Antecedente 5
Trabajo de investigación previa a la obtención del título de Ingeniero en sistemas
computacionales y que tiene por título “Desarrollo de un sistema de monitoreo y medición
del ritmo cardíaco para personas hipertensas a través de dispositivos móviles con sistema
operativo Android” (Altamirano, 2014) presenta como objetivo realizar un sistema que sea
Marco teórico 9
fácil de manejar en un dispositivo móvil para personas hipertensas obteniendo resultados
contantes de su frecuencia cardíaca. El equipo cardiaco móvil será de beneficio para
pacientes hipertensos y de gran apoyo para el área de cardiología.
Este sistema, según los encuestados es de gran ayuda para personas con este tipo de
patologías e incentiva al ser humano a siempre buscar herramientas tecnológicas para
mejorar su estilo de vida y salud.
Se concluye dentro del presente trabajo que si se puede obtener un control constante del
paciente mediante dispositivos tecnológicos, que sean de fácil manejo y de bajo costo.
2.2 Marco teórico
2.2.1 Signos Vitales
Los signos vitales son indicadores que miden las funciones básicas del cuerpo humano,
estas mediciones sirven para ayudar a examinar la salud física en general, dando pistas sobre
posibles enfermedades y visualizar con anticipación posibles progresos de recuperación. La
alteración de los signos vitales varia con la edad, genero, ejercicio físico, embarazo, peso y
salud en general (Ellis, 2018). Entre los signos vitales los tres principales son la temperatura,
presión arterial y frecuencia cardíaca la cuales se monitorean de forma rutinaria por médicos
para detectar problemas de salud. Este proceso de preparación de pacientes en hospitales y
clínicas se realiza antes de ir con el especialista del área, obteniendo un registro de datos del
estado de salud del paciente, permitiendo que el médico pueda visualizar si sus signos vitales
están normales o alterados.
Figura 2. Principales signos vitales del cuerpo humano. Información adaptada de
https://respuestas.tips/cuales-son-los-signos-vitales-de-una-persona/. Elaborado por Johnson Melody.
Marco teórico 10
Entre los signos vitales que se monitorean constantemente son:
2.2.1.1 Frecuencia respiratoria:
Es el número de respiraciones que alguien toma cada minuto cuando se encuentra en
reposo, según estudios la respiración es uno de los elementos por el cual se pueden detectar
o predecir enfermedades graves, aunque a este signo vital no lo toman en cuenta tanto como
los otros. La frecuencia respiratoria varía dependiendo si la persona se encuentra en reposo,
caminando o corriendo, por ello es importante tomar una medición precisa para que no
afecten los resultados.
Figura 3. Frecuencia respiratoria. Información tomada de www.medicinapreventiva.info. Elaborada por Dra.
Rosa Emilia Fadlallah.
Para medir la frecuencia respiratoria se requiere que el paciente este en reposo y para
tener valores específicos se debe observar cómo sube y baja el pecho, una inhalación
comprende cuando el tórax se eleva, seguida de una exhalación esto es cuando el tórax cae
(Pietro, 2019). Los rangos de la frecuencia respiratoria se visualizan en la siguiente tabla:
Tabla 1. Rangos de la frecuencia respiratoria
Edad Respiración
Recién nacido 30-60 Rpm
Lactante 28-30 Rpm
Preescolar 20-30 Rpm
Adulto Joven
Adulto Mayor
15-20 Rpm
12-18 Rpm
Primer trimestre de embarazo 12-14 Rpm
Segundo trimestre de embarazo 12-14 Rpm
Tercer trimestre de embarazo 14-15 Rpm
Información tomada de http://famen.ujed.mx/doc/manual-de-practicas/a-2016/03_Prac_01.pdf. Elaborado
por Dr. José Jorge Talamas Márquez.
Marco teórico 11
Las causas de la alta tasa de respiración son, la ansiedad, fiebre, enfermedades
respiratorias, problemas del corazón, deshidratación y las causas de baja tasa de respiración
están, las sobredosis de drogas, apnea obstructiva del sueño y lesión en la cabeza, todo esto
afecta a la salud del ser humano, asumiendo grandes riesgos.
2.2.1.2 Frecuencia Cardíaca
La frecuencia cardíaca o también conocida como pulso cardíaco es la cantidad de veces
que late el corazón por 60 segundos, el corazón es el órgano principal del ser humano, este
bombea sangre que circula por todo el cuerpo humano y a la vez genera oxígeno y nutrientes.
El pulso es parecido a la frecuencia cardíaca y se confunde muchas veces, pero esto se debe
a cuantas veces por minuto se amplia y contraen las arterias, entonces el pulso es una medida
directa de la frecuencia cardíaca. (MacGill, 2017)
Tabla 2. Rangos normales en la frecuencia cardíaca
Edad Frecuencia Cardíaca
Recién nacido 120-160 Lpm
Lactante 120 Lpm
Preescolar 95-105 Lpm
Adulto Joven 60-100 Lpm
Adulto Mayor 60-100 Lpm
Primer trimestre de embarazo 70-80 Lpm
Segundo trimestre de embarazo 70-80 Lpm
Tercer trimestre de embarazo 70-80 Lpm
Información tomada de http://diafit.net/como-calcular-frecuencia-cardiaca/ (2017). Elaborado por John. A.
Prior, Jack S. Silberstein.
Los adultos tienen una frecuencia cardíaca de 60 a 100 latidos por minuto en reposo, para
que compruebe esto solo debe revisar su pulso en la muñeca o en cuello al lado de la tráquea,
esto varía dependiendo del estado de la persona, entre ellos puede ser, años, niveles de
actividad física, tener el colesterol alto, enfermedades como diabetes, emociones, tamaño
corporal, entre otros. Se debe acudir a un médico si presenta rangos anormales superiores a
los 100 lpm, y más aún si no se tiene actividad física continua. (MAYO CLINIC , 2018)
Marco teórico 12
Los ritmos anormales del corazón no solo se miden por la velocidad, si no también que
el corazón debe latir constantemente entre espacios regulares, esto comprenden al músculo
que bombea la sangre y al encontrarse defectuoso se considera un ritmo cardíaco anormal,
se puede considerar que varíe si existe actividad física, ansiedad y emociones. Entre diversos
tipos de enfermedades de ritmo cardíaco anormal están, los ritmos cardíacos rápidos como,
taquicardia, taquicardia ventricular, fibrilación ventricular, entre otros y en los ritmos
cardíacos lentos esta, el bloqueo cardíaco, bloqueo de rama y el síndrome de taquicardia.
Entonces para evitar este tipo de enfermedades se recomienda reducir el estrés, evitar el
consumo de alcohol o tabaco y realizar actividad física. (MacGill, 2017)
Tabla 3. Rangos normales en adultos
Información tomada de https://es.slideshare.net/anama.krpio/frecuencia-cardiaca-presentation. Elaborado
por Dr. Felix Ramirez y Anamaria Martinez Carpio
2.2.1.3 Pulso arterial
El pulso arterial es una onda en movimiento que toca la pared de las arterias debido a las
contracciones cardíacas, se evalúa mediante la pared de la onda, volumen y frecuencia, para
tomar el pulso arterial solo se necesita tocar en cualquier parte accesible del cuerpo. Las
zonas en las cuales se puede palpar él puso son:
• Axilar
• Braquial
• Radial
Adulto
Sedentario
Adulto En
Forma Deportista
Reposo
Pulsaciones por
minuto
Entre 70 y 90 Entre 60 y 80 Entre 40 y 60
Esfuerzo físico
Pulsaciones por
minuto
Entre 110 y 130 Entre 120 y 140 Entre 140 y 160
Ejercicio intenso
Pulsaciones por
minuto
Entre 130 y 150 Entre 140 y 160 Entre 160 y 200
Marco teórico 13
• Poplíteo
• Pedio
• Tibial posterior
• Carotídeo
• Femoral
Figura 4. Pulso Políteo, pedio, radial y tibial superior. Información adaptada de
http://publicacionesmedicina.uc.cl/ManualSemiologia/180PulsoArterial.htm. Elaborado por Johnson Melody
Entre los diferentes pulsos arteriales el más frecuente es el pulso radial, si la presión
arterial se encuentra baja ahí se recurre a palpar otras zonas del cuerpo, como en el femoral
o carotídeo. Cuando se requiere tomar la presión se debe tomar en cuenta los siguientes
aspectos, mencionados en la siguiente tabla:
Tabla 4. Aspectos del pulso arterial
Aspecto Descripción
Forma Ascendente y descendente
Amplitud Normal, aumentada y disminuida
Velocidad Rápida y lenta
Frecuencia Normal: 60 y 85 Lpm
Taquicardia: >90 Lpm
Bradicardia >60 Lpm
Ritmicidad Regular o irregular
Información tomada de http://publicacionesmedicina.uc.cl/ManualSemiologia/180PulsoArterial.htm.
Elaborado por Johnson Melody
Marco teórico 14
2.2.1.4 Temperatura corporal
La temperatura corporal es la capacidad en la que el cuerpo humano produce y elimina
el calor, esta comprende de un rango de valores que se transforma según la situación. Si la
persona se encuentra con demasiado calor, esta es llevada a la superficie a través del sudor,
que a la vez la evapora para poder enfriar parte del cuerpo, entonces si la persona tiene
demasiado frio esto producirá que la sangre se pierda, ahorrando el calor y permitiendo a los
músculos temblar de forma que pueda producir más calor. De forma que la temperatura
corporal se puede tomar en diferentes zonas del cuerpo como, boca, axila y
recto.(HealthLink BC, 2019) Los factores que se deben revisar antes de tomar la temperatura
corporal son:
• Edad
• Nivel de actividad física
• Método de medición
Tabla 5. Rangos normales en la temperatura
Edad Temperatura
Recién nacido 36.6-37.8° C
Preescolar 36.6-37.8° C
Adulto Joven 36.5° C
Adulto Mayor 36.5° C
Información tomada de https://es.slideshare.net/ObedRodriguezMiranda/signos-vitales-10-109764930.
Elaborado por Obed Rodríguez Miranda
A medida que pasan los años la temperatura corporal tiende a ser más baja, en ocasiones
con los adultos mayores, además de que varía si tiene alguna enfermedad como cáncer (alta)
e hipotiroidismo (baja). La temperatura alta muchas veces se debe a causa de una infección
sea por tifoidea, dengue, entre otras. En los adultos la temperatura puede varias entre 37°C
y 37.7°C, si el adulto pasa los 39°C se considera una fiebre alta y si tiene una temperatura
de 41°C es una fiebre muy alta, los síntomas de una persona para saber si tiene fiebre son,
gripe, debilidad, dolor de cabeza, dolores en las articulaciones, entre otros. (nall, 2018)
2.2.1.5 Presión arterial
La presión arterial es la potencia con la que recorre la sangre por el sistema circulatorio.
La potencia es un factor fundamental ya que sin esta el oxígeno y nutrientes no llegarían a
Marco teórico 15
todo el sistema circulatorio, causando que tejidos y órganos no se carguen de los nutrientes
necesarios para su buen funcionamiento desencadenado múltiples afecciones. (MacGill,
Medical news today , 2019)
El dispositivo que sirve para medir la tensión arterial es un esfigmomanómetro, el cual
se representa como un brazalete de goma, este se podrá tomar a mano o con una bomba de
aire por medio de una máquina, esta se puede leer de manera dial analógica o digitalmente.
La lectura de la presión arterial está representada de dos formas, presión sistólica cuando es
un valor alto por la contracción del corazón, en cambio la presión diastólica es cuando es
más baja la presión en las arterias, y se da cuando el cuerpo humano está en reposo.
Tabla 6. Rangos normales de la presión arterial
Edad Ta
Recién nacido 64/41 mmHg
Lactante 96/65 mmHg
Preescolar 100/60 mmHg
Adulto Joven 120/80 mmHg
Adulto Mayor 120/80 mmHg
Primer trimestre de embarazo 90/60 mmHg
Segundo trimestre de embarazo 110/70 mmHg
Tercer trimestre de embarazo <135/85 mmHg
Información tomada de https://es.slideshare.net/ObedRodriguezMiranda/signos-vitales-10-109764930.
Elaborado por Obed Rodríguez Miranda
Existen dos tipos de presión arterial alta y baja, la presión alta que es aquella que sobre
pasa los 140/90 mmHg, esto se debe cuando el corazón y arterias están sobrecargadas
causada muchas veces por sobrepeso, consumo de bebidas alcohólicas, falta de actividad
física, vejez, en distintos casos porque tiene familiares con hipertensión arterial, sin embargo
esta puede controlarse, si se reduce el consumo de grasas y sal, actividad física regular,
evitando el alcohol, y tomar medicamentos para reducir la presión. En cambio, la presión
baja se debe al decaimiento de las arterias, es decir el corazón bombea sangre lentamente,
esta se encuentra por debajo de los 120/80; factores como embarazo, problemas del corazón,
pérdida de sangre, falta de hierro puede ocasionar una presión baja. (Mayo Clinic , 2018)
Marco teórico 16
2.2.2 Afección Cardíaca
La afección cardíaca también conocida como insuficiencia cardíaca son aquellas
enfermedades que causan problemas del corazón, esto se refiere que el corazón ya no
bombea sangre con los valores de nutrientes necesarios por todo el cuerpo humano de forma
eficiente, existen varias enfermedades del corazón o conocidas como enfermedades
cardiovasculares que son el impedimento de los vasos sanguíneos que pueden alterar al
corazón provocando un paro cardíaco, dolor en el pecho, entre otros. Indistintamente en la
forma en la que presente la enfermedad de alguna manera afecta al corazón, que es uno de
los órganos vitales del ser humano. (Mayo Clinic , 2019)
Una persona que sufra este tipo de enfermedades la puede controlar, si maneja un estilo
de vida en el cual incluya ejercicio físico, alimentación saludable, y lo más importante
manejar el estrés cotidiano, no obstante, debe realizarse chequeos médicos constantes para
prevenir cualquier riesgo.
Figura 5. Corazón sano y Corazón con insuficiencia cardíaca. Información tomada de
https://genial.guru/creacion-salud/que-es-la-insuficiencia-cardiaca-y-por-que-es-importante-que-todos-
sepan-mas-sobre-esta-afeccion-975910/. Elaborado por Genial
2.2.2.1 Síntomas comunes de las afecciones cardíacas
Los síntomas de las afecciones cardíacas varían de acuerdo con la enfermedad que
padezca, sin embargo, se pueden presentar síntomas comunes los cuales alerta a la persona
a realizarse un chequeo. Entre los síntomas más comunes están:
• Hormigueo
• Pulsos irregulares
• Mareos
• Piernas hinchadas
Marco teórico 17
• Desmayo
• Falta de aire
• Debilidad
• Dolor en los brazos
• Dolor en el pecho
Además de presentar estos síntomas comunes, pueden existir otros síntomas menos
comunes como falta de apetito, aumento o pérdida de peso repentina, edema abdominal,
entre otros.
2.2.2.2 Causas de las afecciones cardíacas
La afección cardíaca es causada por diferentes problemas del corazón, esta puede afectar
a cualquiera de los dos lados sea el derecho o el izquierdo, sin embargo, ambos lados pueden
resultar perjudicados.
Figura 6. Partes del corazón. Información tomada de https://www.unprofesor.com/ciencias-naturales/partes-
del-corazon-y-sus-funciones-2903.html. Elaborado por Eloy Santos Aguirre
La causa de esta enfermedad cardiovascular puede presentarse por dos razones, la
primera es cuando el miocardio no genera la sangre suficiente de forma normal, ese caso se
lo llama insuficiencia sistólica, ya que no es capaz de cumplir la función de contraer el ciclo
cardíaco, y la segunda es cuando el músculo del corazón esta tenso por lo cual se llama
insuficiencia cardíaca diastólica, porque no genera relajación en el ciclo cardíaco. Esta
enfermedad puede estar asociada a otro tipo de enfermedades como:
• Hipertensión
• Bloqueo de arterias
• Ataque al corazón
• Accidente cerebrovascular
Marco teórico 18
2.2.2.3 Afecciones cardíacas más frecuentes
Las enfermedades que suelen presentarse son:
Ataque cardíaco
La mayoría de las personas sufre de un ataque cardíaco, eso se debe al sobrecargo de
grasa, impidiendo el paso de la sangre hacia al corazón, cuando esto sucede el musculo
cardiaco empieza a tener complicaciones hasta morir provocado por un ataque
Presión arterial
Es la intensidad de la sangre al golpear las paredes de los vasos sanguíneos, la abundancia
de líquido en los vasos provoca la presión arterial
Triglicéridos altos
Ocurre por el exceso de azúcar, grasas, consumo de bebidas alcohólicas en la sangre,
ocasionando que sea más propenso a tener una enfermedad del corazón
Angina de pecho
Es la dificultad que presentan las arterias coronarias causando dolor en el tórax por la
insuficiencia de irrigación sanguínea
Arritmia
Es la alteración del ritmo cardíaco, se puede presentan en latidos muy rápidos como
taquicardia y en latidos muy lentos como braquicardia.
Fibrilación auricular
Es un tipo de arritmia el cual no permite que el corazón tenga latidos con ritmo y energía
Así como existen múltiples enfermedades, también hay cuidados para estas
enfermedades evitando cualquier tipo de riesgo, el ejercitarse constantemente para así
mantener un peso ideal, es decir no tener una vida sedentaria, evitar consumo de bebidas
alcohólicas y cigarrillos, el consumo de alimentos nutritivos bajando la cantidad de calorías
a lo largo del día y el control al consumo de sal, solo así se puede impedir que una
enfermedad grave o crónica afecte el estado de salud de una persona.
Marco teórico 19
2.2.3 Tecnología y sistemas
La tecnología es parte del mundo actual, esta ha permitido realizar grandes
descubrimientos como teléfonos, televisores, pulseras inteligentes, entre otras. El objetivo
principal de la evolución de la tecnología es satisfacer las necesidades del ser humano,
siempre buscando mejorar y ayudar a ejecutar procesos de forma más rápida y eficaz; la
cantidad de información que se puede compartir por medio de redes sociales utilizando
distintas plataformas se ha convertido en un impacto para la sociedad.
Los diferentes tipos de dispositivos han permitido que la comunicación sea fácil, enviar
un correo electrónico, mensaje de texto o simplemente realizar una llamada para poder
transmitir un mensaje a distancia, sin embargo, esto no sería posible sin el internet,
anteriormente fue creado para usos investigativos en la actualidad es el factor fundamental
para la comunicación, debido al proceso y velocidad en la que puede enviar información se
ha convertido en una de las fuentes de conocimiento para la sociedad.
Las empresas pequeñas y grandes sin el internet no podrían prosperar tanto a nivel
internacional, sin ella no se podrían realizar los procesos industriales complejos de una
forma más rápida, los servidores, dispositivos desarrollan ventajas competitivas en el
mercado manejando un marketing y costos de producción altos. Los propietarios de las
empresas usan la tecnología para el manejo de información confidencial sea de los negocios
o de los clientes, la seguridad e integración de los datos, y aprovechan las herramientas
tecnológicas para su progreso.
2.2.3.1 Sistema de comunicación
Un sistema de comunicación está compuesto de un transmisor y un receptor, los mensajes
para ser enviados requieren de un sistema para establecer la comunicación. La información
para ser procesada desde un punto a otro necesita de elementos. Los elementos esenciales
para la comunicación son el transmisor, canal y receptor. El transmisor es el que permite
transmitir la información mediante una señal, el canal es el medio por el cual se transmite la
información puede ser una onda de radio, cable coaxial, fibra óptica, entre otros y el receptor
extrae la señal recibida obteniendo la información.
Figura 7. Sistema de comunicación. Información tomada de https://isaaclp.wordpress.com/redes-i-programa-
de-la-materia/unidad-i/modelo-de-comunicaciones/sistema-de-comunicaciones/. Elaborado por Rubén Isacc.
Marco teórico 20
2.2.3.2 Sistema de control
El uso de un sistema de control se refiere a los sistemas que manejan funciones físicas
como el hardware en un circuito de control, es decir la parte en la que interviene la
programación para controlar dispositivos o controladores lógicos. El objetivo de un sistema
de control es cumplir con el proceso que se le asigna, los sistemas de control pueden ser
manejados por electricidad como por ejemplo una computadora. Un sistema de control es
parte de la automatización de procesos mediante bucles de control permite mejorar la
producción, rapidez y eficiencia en distintas áreas.
Hay dos tipos de bucles de control, los bucles abiertos que se pueden controlar mediante
la entrada humana y los bucles cerrados que son totalmente independientes es decir no
necesita del ser humano para cumplir el proceso. Esto puede ser mencionado como la
automatización de procesos que se pueden realizar con microcontroladores.
2.2.3.3 Sistema de información
El sistema de información está compuesto para dirigir una red de componentes, se
combinan para transformar los datos en información. Esencialmente un sistema de
información este compuesto por componentes como hardware, software, base de datos, red
y personas las cuales tienen una actividad que realizar, entrada, proceso, salida,
retroalimentación y control. Cada uno de ellos cumple un rol importante, el hardware está
constituido por dispositivos de entrada/salida, procesador y sistema operativo, el software
compuesto de programas y procedimientos, la base de datos es aquella que contiene datos
en la estructura, la red consta de medios de comunicación y elementos de red y las personas
aquellas que manipulan los dispositivos.
2.2.4 Comunicaciones Inalámbricas
El termino de comunicación inalámbrica engloba un amplio concepto acerca de los
procesos, medios de comunicación y principalmente la comunicación que se establece entre
dos o más dispositivos en forma de señal inalámbrica por medio de tecnologías. Para
establecer una comunicación se necesita de dispositivos que capten la señal, creando una
unión entre el transmisor y el dispositivo receptor.
La comunicación inalámbrica permite la transmisión de datos o información de un punto
a otro punto de forma inalámbrica, el intercambio de datos utiliza diferentes tipos de señales
y depende de la señal electromagnética en la que se propague.
Marco teórico 21
Ventajas
• Se puede acceder a internet en cualquier hora y lugar sin necesidad de usar cables,
mejorando la productividad en las empresas
• La transmisión de información ha mejorado para los usuarios
• Profesionales como médicos, ingenieros y otros profesionales pueden mantener una
comunicación en áreas remotas
• En situación de urgencia esta se puede alertar por medio de una comunicación
inalámbrica
Desventajas
• Existen vulnerabilidades y amenazas en la seguridad
• Se deben crear protocolos de seguridad sólidos para que un hacker no puedan acceder
fácilmente a ellas
2.2.4.1 Tipos de tecnologías de comunicación inalámbrica
La comunicación inalámbrica se puede dar en diferentes tipos según la distancia de
comunicación, el rango de datos, y el dispositivo usado. Entre este tipo de tecnologías están:
Radio
Es una de las primeras tecnologías inalámbricas, permiten la comunicación a distancias
cortas, a diferencia de los radios de banda que utilizan los navegantes y camioneros tienen
una comunicación a larga distancia.
Figura 8. Transmisión de radio. Información tomada de https://www.edgefx.in/different-types-wireless-
communication-technologies/. Elaborado por: Issac Paredes
La transmisión por radio está compuesta de un transmisor que transmite los datos en
forma de señales de radio hacia la antena receptora, esto ocurre cuando hay una transmisión
simultánea y se realizan por cables FM y satélites en grandes distancias de hasta
2megabits/seg.
Marco teórico 22
Celular
Una red celular usa los enlaces de radio encriptados, modulados para que los usuarios
establezcan una comunicación a través de una banda de frecuencia. Esta depende de una red
de torres celulares capaces de triangular el origen de cualquier señal y enviar la tarea de
recepción a la antena más conveniente.
Figura 9. Red celular. Información tomada de https://www.edgefx.in/different-types-wireless-communication-
technologies/. Elaborado por Juan Espinoza
Los datos enviados se realizan a través de redes celulares, actualmente se hace posible
con los sistemas de 4G capaces de alcanzar grandes velocidades de DSL por cable, sin
embargo, esta en desarrollo los sistemas de 5G.
Wi-Fi
La tecnología más usada por los usuarios por ser de bajo costo. El wifi este compuesto
de un enrutador inalámbrico que es el centro de comunicación y permite vincular
dispositivos portátiles mediante una conexión vía internet. Esta red facilita la conexión de
varios dispositivos, sin embargo, tiene un alcance limitado debido a la baja transmisión de
energía por lo que el usuario para conectarse debe estar en una proximidad estimada.
Figura 10. Conexión inalámbrica Wifi. Información tomada de https://tecnologia-facil.com/como-
hacer/saber-quien-conectado-wifi/. Elaborado por Tecnología fácil.
Marco teórico 23
Ventajas
• Fácil acceso en cualquier hora y lugar sin necesidad de usar cables
• La información se transmite rápidamente con alta velocidad y exactitud
• Permite compartir información en tiempo real
Desventajas
• Personas no autorizadas pueden utilizar la señal inalámbrica para actos perjudiciales
• Alto costo para armar y configurar la infraestructura
• Se pueden averiar por condiciones climáticas, interferencias y colapso de otros
dispositivos inalámbricos
Las comunicaciones inalámbricas tienen varias aplicaciones como telecomunicaciones,
IOT, comunicación por radar, inteligencia artificial, fibra óptica, entre otras. Por ello las
redes son una de las tecnologías más importantes en la actualidad y más en el mercado de
las telecomunicaciones. Wifi, WiMax, Bluetooth, 3G, 4G y el desarrollo de la 5G son varios
de los estándares más importantes en la tecnología inalámbrica.
2.2.5 Internet de las cosas (IOT)
Es un sistema de dispositivos informáticos interconectados como maquinas digitales,
objetos, personas que cuenta con una identificación propia y con la capacidad de transferir
información a través de una red. En informática describe la idea de los objetos conectados a
internet utilizando métodos de comunicación como RFID, sensores, tecnologías
inalámbricas o códigos QR. El objetivo del internet de las cosas es poder conectarse y
comunicarse de forma inteligente por medio de herramientas tecnológicas.
“Kevin Ashton es la persona que acuño el término “Internet de las cosas”, en la actualidad
el objetivo es automatizar procesos y obtener información en tiempo real, las cosas como
electrodomésticos, carros, máquinas de fabrica estén conectados a internet” (Medina, 2017).
Los dispositivos y objetos que incluyen sensores se conectan a una plataforma IOT, la
cual integra los datos y comparte la información a través de ellas. Existen sensores
específicos para cada objeto, la información obtenida por los dispositivos permite optar por
decisiones inteligentes en tiempo real optimizando tiempo y recurso.
El IOT conlleva a transformar una amplia gama de campos, como por ejemplo la
medicina, porque permite a los médicos tener un control del estado de salud de sus pacientes
Marco teórico 24
dentro o fuera del centro de salud mediante dispositivos conectados. Así como ayuda a
profesionales y empresas también es de gran aporte para la educación, el aprendizaje
automático es un tipo de inteligencia artificial porque por medio de su entorno ya no existe
la necesidad de programar cada uno de los dispositivos a mano, se centra en el desarrollo de
nuevos programas con el paso del tiempo y utiliza la tecnología como la nube para
salvaguardar la información.
Figura 11. Diagrama de bloques IOT. Información tomada de https://es.rs-
online.com/web/generalDisplay.html?id=i/iot-internet-of-things. Elaborado por Isacc Silva
2.2.5.1 Arquitectura Iot
Las organizaciones tienen diferentes maneras de reconocer una arquitectura IOT, sin
embargo, la arquitectura básica es la misma debajo de cada implementación, para una mejor
compresión se ha estructurado en cuatro capas:
• Dispositivos IOT
• Redes
• Nube o servidor
• Aplicación IOT
Dispositivo IOT
Un dispositivo IOT debe cumplir con las siguientes especificaciones:
• Es capaz de comunicarse con distintos dispositivos y conectarse a internet
Marco teórico 25
• Debe contar con sensores y en su defecto actuadores, sensores recopilan la
información estática o dinámica del mundo físico, es decir la información se
comparte o intercambia con un servidor o en la nube y los actuadores son para actuar
en datos ya establecidos y procesados
• Los dispositivos deben contar con un procesador o controlador para capturar los
datos y almacenarlos en la memoria
• La mayoría de los dispositivos se construyen utilizando placas estándar IOT, pueden
ser tableros microcontroladores o tableros secundarios, entre lo más conocidos de
los tableros IOT están el Arduino, Raspberry Pi, Banana Pi, Pinnocio, entre otros
• Se pueden construir por medio de interfaces de red, por transceptores RF, celulares
con microcontroladores o procesadores populares
En función del diseño y las capacidades del hardware los dispositivos IOT se dividen de
la siguiente forma:
Dispositivos generales: Este trabaja sobre el dominio de aplicación IOT contando con
capacidades de procesamiento integradas y comunicación, estableciendo una comunicación
mediante una red sea cableada o inalámbrica, recopilando la información desde una nube o
un servidor.
Dispositivos de detección y activación: Son equipados completamente con sensores y
accionadores, de los sensores se obtiene información física real como la temperatura,
intensidad de luz, fuerza, densidad, pulso, humedad, gps, cámaras, entre otros y los
controladores almacenan información temporalmente por medio de una red de
comunicación.
Para configurar la comunicación con otros dispositivos se puede hacer a través de puertas
de enlace o sin una puerta de enlace. La puerta de enlace son una conversión de los
protocolos, es decir un dispositivo IOT envía y recibe datos a través de la interfaz Zigbee.
Es posible que el dispositivo IOT necesite fusionarse con otro dispositivo IOT utilizando un
protocolo diferente como, por ejemplo, un dispositivo Bluetooth puede comunicarse con
dispositivos BLE a través del aire utilizando una puerta de enlace.
Cuando el dispositivo IOT y la red de comunicación pueden estar funcionando en
distintos protocolos, estos protocolos pueden situarse en diferentes capas de red. Por ello la
Marco teórico 26
puerta de enlace recopila y extrae los datos de los sensores según el protocolo que utilice
envía datos a la red de comunicaciones para transmitirlos a la nube o servidor. Por lo tanto,
las puertas de enlace proporcionan de manera indirecta la comunicación entre el dispositivo
y la nube, a su vez pueden ubicarse y comunicarse a través de protocolos físicos o de capa
de enlace como protocolos RF (Bluetooth, Wii-Fi, Bluetooth-LE) a través de una puerta de
enlace, dicha puerta se llama enlace de borde.
Figura 12. Comunicación IOT a través de Gateway. Información tomada de
https://www.engineersgarage.com/Articles/Internet-of-Things-Architecture. Elaborado por Priya
Además de la comunicación IOT por medio de un Gateway, también existe la
comunicación sin Gateway, es decir permite conectarse a una nube u otro dispositivo
directamente, utilizando el mismo protocolo de red por lo cual no hay necesidad de realizar
ninguna conversión. Este tipo de comunicación es posible a través de protocolos de capa de
aplicación como, Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), Protocolo de aplicación
restringida (CoAP), Servicio de distribución de datos (DDS), Protocolo avanzado de
Message Queue Server (AMQP) y Extensible Protocolo de Mensajería y Presencia
(XMPP).
Figura 13. Comunicación IOT sin pasarela. Información tomada de
https://www.engineersgarage.com/Articles/Internet-of-Things-Architecture. Elaborado por Priya
Marco teórico 27
Red de comunicación
Generalmente la red de comunicación es Internet que está compuesta de distintas capas
como física, enlace, red, transporte y aplicación, además de protocolos de comunicación que
operan en diferentes capas.
Nube o servidor
Se refiere al borde del sistema IOT, una nube almacena datos recopiladores de diferentes
dispositivos IOT a partir de ellos realiza la minería de datos en la cual clasifica la
información útil de ellos. La nube puede comunicarse con otros servicios de nube privada y
pública para habilitar una aplicación IOT.
Aplicación IOT
El procesamiento, extracción y análisis de los datos en la nube se realiza por medio de
una aplicación IOT. La aplicación IOT es la pieza fundamental del software en el servidor
de la nube porque extrae los datos, utiliza la información útil y administra para enviar la
información a un dispositivo IOT de destino.
2.2.5.2 Plataformas IOT
Es una tecnología constituida de múltiples capas que permiten la administración y
automatización de dispositivos conectados al Internet de las cosas. Una plataforma IoT
ofrece variedad de servicios que facilitan el desarrollo del proyecto y en conjunto de
herramientas para administrar en forma remota. Existen múltiples plataformas tienen una
cuenta gratuita y otras tienen cuenta de pago que contienen otras características. Las
plataformas IoT ofrecen los siguientes servicios:
• Ingesta de datos
• Transformación de datos
• Creación de tableros
• Gestión de dispositivos
• Servicios de seguridad
La integración de los datos permite que los desarrolladores puedan almacenar los datos
enviados desde diferentes tableros como Arduino o Raspberry Pi, mediante un sensor puede
visualizarse utilizando un gráfico o analizarse con otras herramientas de trabajo. Una de las
Marco teórico 28
características de estas plataformas es la integración de adaptadores que implementan
protocolos específicos para que sea posible escribir una línea de código combinado con
diferentes servicios de internet para hacer una cadena de acciones. A continuación, se
presentan algunas plataformas IoT:
ThingSpeak
Esta plataforma abierta de IoT tiene soporte de Matlab, el centro de esta plataforma es el
análisis y visualización de los datos en tiempo real. Entre las características principales
están:
• Visualización de datos de sensores en tiempo real
• Programa tareas de análisis
• Programación de eventos
• Ejecuta acciones según los datos adquiridos
• Plataforma compatible con dispositivos como Arduino, Raspberry Pi. ESP, etc.
Figura 14. Plataforma ThingSpeak. Información tomada de http://www.libelium.com/libelium-adds-
compatibility-with-thingspeak-as-a-new-cloud-partner-for-easy-development-of-iot-apps/. Elaborado por
Libelium
MyDevices Cayenne
Es una plataforma de Internet de las cosas que tiene un amplio conjunto de características
y funciones, se centra en la visualización de datos como de sensores, crea un panel para
visualizar los datos provenientes de dispositivos conectados remotamente o controlados,
compatible con microcontroladores como Arduino, Raspberry Pi, ESP, entre otros. Además,
expone un conjunto de API el cual sirve para simplificar la integración de servicios y admite
Marco teórico 29
protocolos MQTT, consiste en una aplicación móvil que controla de forma remota y un
tablero.
Una de las primordiales ventajas es que cuenta con un medio visual, en la cual no existe
la necesidad de programar, solo configurar el sistema. Los servicios que aporta este sistema
es el control y monitorización remoto, el cual permite tener valores de sensores como
temperatura, humedad, entre otros.
Figura 15. Plataforma Cayenne. Información tomada de https://fossforce.com/2016/04/cayenne-iot-made-
easy-raspberry-pi/. Elaborado por Isacc Silva.
TheThings.io
Esta plataforma simplifica el desarrollo de solución IoT, administra de forma remota los
dispositivos conectados y ofrece un conjunto de servicios como, gestión de código en la
nube, monitorización y visualización de datos, inteligencia artificial e interoperabilidad e
integración. Además, admite dispositivos como Arduino, Raspberry Pi, ESP8266, de forma
que se conectan a la nube proporcionados por esta plataforma usando varios protocolos entre
ellos MQTT, HTTP, CoAP, etc.
Temboo
Plataforma que ofrece servicios para integrar Arduino, Raspberry y otras plataformas con
distintos servicios de internet como mensaje de texto, correo electrónico, etc. Proporciona
el IF-THEN, además aplicaciones M2M que utilizan protocolos MQTT, CoAP y HTTP.
Entre sus principales características incluyen:
• Generación de código, optimizado para varios dispositivos en lenguajes diferentes
como Java, C++, Python, etc.
• Almacena y visualiza diferentes tipos de datos
Marco teórico 30
• Ofrece un conjunto de servicios denominados choreos que simplifican el proceso de
integración con otros servicios en la nube
2.2.6 Microcontroladores
Un microcontrolador es un circuito integrado elaborado para controlar una función
establecida en un sistema integrado, compuesto de un procesador, memoria y periféricos de
entrada y salida en un solo chip. Esencialmente toma toda la información la procesa y
produce una determinada acción en función a la recopilación. La función de un
microcontrolador es una computadora pequeña esto se debe porque cuenta con unidad
central de procesamiento, memoria RAM, interfaz de bus serie y puertos de entrada y salida
Figura 16. Partes de un microcontrolador. Información tomada de
https://www.mikroe.com/ebooks/microcontroladores-pic-programacion-en-basic/introduccion-al-mundo-de-
los-microcontroladores. Elaborado por Esteban Pardo
Un microcontrolador facilita el funcionamiento de los sistemas electromecánicos como
refrigeradores, tostadores, hornos, dispositivos móviles, llaveros, televisores, sistemas de
riego, sin embargo, también son comunes en máquinas de oficina como impresoras,
fotocopiadoras, además de medidores inteligentes, cajeros automáticos y sistemas de
seguridad. El MCU está compuesto de pines de entrada y salida para implementar funciones
periféricas incluyendo convertidores analógicos a digital, reloj en tiempo real, LCD, RTC,
temporizadores, entre otros, así como sensores que recopilan datos de humedad, temperatura
suelen estar conectados a microcontroladores. (Mecafenix, La enciclopedia de la ingeniería
, 2017)
2.2.7 Arduino UNO
Es de código abierto por parte de software tanto como de hardware, el módulo Arduino
tiene varias presentaciones de hardware desde un pequeño dispositivo hasta módulos más
grandes. La conexión es por medio de un cable USB, sin embargo, se pueden conectar vía
Marco teórico 31
bluetooth, serie, ethernet. La plataforma en la cual se programa se basa en el popular
lenguaje Wiring.
Arduino permite a los usuarios la creación fácil de objetos interactivos que reciben
información de interruptores y sensores, además controla salidas físicas como luces, motores
o actuadores. Debido a su lenguaje puede interactuar con otros softwares en la computadora
como Flash o incluso con API web como Twitter. (González, 2015)
Figura 17. Arduino UNO. Información tomada de https://learn.sparkfun.com/tutorials/what-is-an-arduino/all.
Elaborado por Esteban Pardo.
2.2.8 Módulo Wi-Fi ESP8266
Es una de las nuevas tendencias porque está constituido por un chip integrado con
conexión WiFi y compatible con el protocolo TCP/IP, el objetivo primordial es dar paso a
cualquier microcontrolador a una red. Además, es de bajo consumo y el más utilizado para
productos wereables y dispositivos IoT
Este módulo sirve para automatizar el hogar, casas inteligentes, automatización de
industrias, monitor de bebes, cámaras IP, redes de sensores, IoT, entre otros.
Figura 18. Partes de un módulo Wi-Fi ESP8266. Información tomada de
https://programarfacil.com/podcast/esp8266-wifi-coste-arduino/. Elaborado por Luis del Valle
Marco teórico 32
ESP8266 tiene características como:
• Wi-Fi de 2.4 GHz (802.11 b / g / n, compatible con WPA / WPA2)
• Protocolo de comunicación serial del circuito integrado
• Conversión de analógico a digital (ADC de 10 bits)
• Protocolo de comunicación en serie de la Interfaz Periférica Serial (SPI)
• Modulación de ancho de pulso (PWM)
2.2.9 NodeMCU-ESP8266
Esta tarjeta fue desarrollada para el Internet de las cosas. Está basada en el sistema en
chip, es decir esta principalmente integrado y diseñado para las necesidades en un mundo
de conexión, compuesto por una arquitectura de 32 bits y para conexión mediante wifi. El
desarrollo de aplicaciones puede ser de Arduino o de Lua. Además, que está diseñada
especialmente para trabajar en protoboard, los pines de entrada y salida trabajan a 3.3V y el
chip establece una comunicación USB-serial. (Llamas, 2018)
Figura 19. Partes del NodeUMC. Información tomada de https://www.luisllamas.es/esp8266-nodemcu/
Elaborado por Luis llamas
2.2.10 Sensor de temperatura LM35
Es un dispositivo que sirve para medir la temperatura que tiene una tensión de salida
analógica proporcional a la temperatura, suministra voltaje de salida en grados centígrados
es decir no necesita de un circuito de calibración externo. La sensibilidad del LM35 es de
10mV/ grados centígrados a medida que aumenta la temperatura, también aumenta la tensión
de salida
Marco teórico 33
Figura 20. Sensor de temperatura LM35. Información tomada de https://www.electronicwings.com/sensors-
modules/lm35-temperature-sensor. Elaborado por Juan Valle
VCC: Voltaje de alimentación (4V - 30V)
OUT: Proporciona una tensión de salida analógica que es proporcional a la temperatura
(en grados Celsius).
GND: tierra
2.2.11 Sensor de pulso cardíaco
Sensor de frecuencia cardíaca, utilizado para obtener datos de frecuencia cardíaca en
tiempo real, este sensor agrega circuitos de amplificación y cancelación de ruido al
hardware, es decir es más rápido y fácil de obtener datos en sus lecturas. Funciona con
Arduino de 3V o 5V
Figura 21. Sensor de pulso cardíaco. Información tomada de https://www.instructables.com/id/Pulse-Sensor-
With-Arduino-Tutorial/. Elaborado por Jorge Montes.
S: señal, conectada a cualquiera de los pines digitales de su microcontrolador
+: suministro, 3V hasta 5V
-: suelo
Marco teórico 34
2.2.12 Herramientas de monitoreo de signos vitales
2.2.12.1 Herramientas tradicionales
En tiempos pasados el monitoreo de signos vitales se lo realizaba de distintas formas para
cada signo había un instrumento específico para tomar la lectura de los datos con precisión.
Entre las herramientas que se utilizaban tenemos:
Termómetro de mercurio
Se lo usa para medir la temperatura corporal, está compuesto por un tubo de vidrio lleno
de mercurio dependiendo de la temperatura se extiende o se contrae y marca la escala ya
determinada, se lo utiliza para comprobar si una persona tiene fiebre, siendo de gran ayuda
para tomar la temperatura en casa.
Figura 22. Termómetro de mercurio. Información tomada de
https://www.elsiglodetorreonenam.com.mx/noticia/1165230.cuidado-con-los-termometros-de-mercurio.html.
Elaborado por Notimex
Esfigmomanómetro mercurial
Este instrumento sirve para medir la presión arterial, proporcionando la precisión por
medio de una columna de mercurio, constituido por un brazalete que se infla como una
bomba y luego decae obteniendo el resultado de la tensión arterial.
Figura 23. Esfigmomanómetro mercurial. Información tomada de https://www.amazon.es/yuwell-escritorio-
esfigmoman%C3%B3metro-Tensi%C3%B3metro-tradicional/dp/B077YNHR5L. Elaborado por Amazon
Estetoscopio
Se lo utiliza para escuchar con precisión los sonidos del pecho, usualmente está asociada
con la necesidad de oír los latidos del corazón y ruidos de la respiración, aunque algunas
Marco teórico 35
veces también se usa para objetivar ruidos intestinales o soplos por flujos anómalos
sanguíneos en arterias y venas.
2.2.12.2 Herramientas actuales
Pulsómetro
Esta herramienta es un monitor de ritmo cardíaco que permite medir la frecuencia
cardíaca en tiempo real, está compuesta de un transmisor en forma de correa para el pecho
y un receptor que suele ser un reloj, ofreciendo no solo datos de pulso cardíaco sino también
distancia, velocidad, calorías quemadas, entre otros. Este instrumento es digital y electrónico
de uso personal. (La Nacion , 2016). El pulsómetro en su cinta de pecho contiene electrodos
manteniendo contacto en la piel lo que permite controlar las pulsaciones.
Figura 24. Pulsómetro de correa y reloj. Información tomada de
https://sp.depositphotos.com/158745122/stock-photo-watch-and-chest-strap-of.html. Elaborado por Sergio
Tensiómetro digital
El tensiómetro digital reemplaza la pera por una pequeña bomba para inflar el brazalete,
deja de usar el manómetro por un display para mostrar los datos y a su vez hace el uso de la
electrónica, para la toma de pequeñas señales las cuales serán sometidas a filtros y
amplificadores para mayor exactitud. Por su fácil manejo y gran precisión se ha convertido
en una de las herramientas más utilizadas por los pacientes que sufren alguna enfermedad
derivada del corazón, además de ser un producto de bajo costo en el mercado. Existen dos
tipos de tensiómetro digital:
• Tensiómetro de muñeca
Este tensiómetro de muñeca es de un precio más económico, pero los resultados no
son tan fiables ya que mide la presión en la muñeca y está aún más alejada del
corazón el cual no podrá tener valores con mayor precisión.
Marco teórico 36
• Tensiómetro de brazo
Este es el más utilizado en centros médicos, así como en el hogar, cuenta con un tipo
brazalete que se infla, tiene botones de inicio y de guardar la información, muy necesario
para personas que se olvidan de los resultados y no pueden consultarlo con su médico de
cabecera.
Figura 25. Tensiómetro de brazo. Información tomada de https://www.amazon.es/OMRON-M3-
Tensi%C3%B3metro-detecci%C3%B3n-cl%C3%ADnicamente/dp/B00IIOI9FS. Elaborado por Amazon
Termómetro digital
Es un dispositivo que utiliza circuitos electrónicos, permite saber la temperatura de forma
lineal en conjunto con un termistor el cual detecta las variaciones de temperatura, el más
conocido es el LM35 porque se puede configurar por medio de un microcontrolador
mostrando los resultados en escala sea Celsius o Fahrenheit. El termómetro digital dio paso
a eliminar el de mercurio ya que este es toxico y dañino para el medio ambiente, además es
más compleja su lectura.
En la actualidad se comercializa los dos tipos de termómetro tomando mayor fuerza en
estos últimos tiempos el termómetro digital, sin embargo, el de mercurio sigue siendo
preferido en el mercado por su valor.
Figura 26. Termómetro digital. Información tomada de https://www.amazon.es/Tediver-Term%C3%B3metro-
term%C3%B3metro-indicaci%C3%B3n-rectangulares/dp/B07FDXVFR6. Elaborado por Amazon
Electrocardiograma
El electrocardiograma muestra la actividad eléctrica, que permite el buen funcionamiento
del corazón, para esto se muestran en pequeños discos con puntas de metal que deben ser
Marco teórico 37
adheridos a la piel que se los denomina electrodos, los cuales detectan los impulsos emitidos
por el corazón, estos impulsos son demostrados en un monitor en forma de gráficos para que
el doctor pueda tener un registro de la actividad del corazón.
Figura 27. Holter monitor de electrocardiograma. Información tomada de
https://www.webconsultas.com/pruebas-medicas/holter-12058. Elaborado por David Saceda
Pulseras inteligentes
Hoy en día existen múltiples productos para el control de signos vitales, en forma de
brazalete, relojes y hasta en dispositivos móviles vienen incorporados sensores para tener un
control de salud. Los brazaletes y relojes utilizan diodos led y receptores que permiten
monitorear la frecuencia cardíaca directamente desde la muñeca sin necesidad de utilizar
otro elemento. Estos dispositivos son de uso personal, particularmente lo utilizan los
deportistas para evaluar su capacidad física, permite visualizar datos como distancia,
frecuencia cardíaca, calorías quemadas y almacena datos diariamente para el alcance de
objetivos. Estos datos almacenados proporcionan información al usuario mediante un
dispositivo móvil mediante bluetooth, cómodos, de fácil manejo y con una interfaz sencilla
Figura 28. Xiomy mi band 2. Información tomada de https://www.amazon.es/Xiaomi-MGW4024GL-Band-2-
Fitness-Pulsera/dp/B01HLBPCZ8. Elaborado por Amazon
Marco teórico 38
2.3 Marco conceptual
2.3.1 Sistema
Es un conjunto de elementos o componentes que están estructurados para un objetivo en
común, palabra descrita para referirse a un plan de acción como “Tengo un sistema propio”
y a veces describe las partes en el sistema como un “sistema informático”. Así como un
sistema informático está compuesto de componentes específicos de hardware para funcionar
en conjunto y componentes de software que son los que se ejecutan en un computador. El
software también es un sistema, pero operativo que permite controlar y administrar servicios
a otros programas que se ejecutan en la computadora. (Raffino, 2019)
2.3.2 Sistema en tiempo real
Significa que el sistema está sujeto a tiempo real, muestra la respuesta dentro de un
intervalo específico o el sistema debe establecer un plazo determinado. Existen dos tipos de
sistemas en tiempo real basado en restricción de tiempo:
Sistema de tiempo real difícil
Este tipo de sistema nunca puede obviar su fecha estimada, es decir si falta a esta
restricción puede ocurrir consecuencias irreparables. La utilidad de la respuesta por un
sistema en tiempo real difícil disminuye bruscamente y vuelve a minorizarse si aumenta el
tiempo de retardo
Sistema suave en tiempo real
Este sistema puede obviar su fecha límite en algunas ocasiones con una probabilidad
aceptablemente baja, es decir su retardo no tendrá consecuencias desastrosas. La utilidad de
la respuesta produce gradualmente el aumento de tiempo de retardo.
2.3.3 Tecnología de los ordenadores
Se deriva de la tecnología informática porque es relacionada a la actividad de diseñar,
construir y programar computadoras, así como incluye una parte de la tecnología de la
información porque abarca una lista de diferentes programas en desarrollo. Desde la
invención de las computadoras se ha ido desarrollando diferentes tipos de tecnologías tales
como sistemas operativos, hardware y software avanzado. En la actualidad mayoría de los
equipos son portátiles, permitiendo enviar cualquier tipo de información desde un
dispositivo móvil (Universia España, 2018)
Marco teórico 39
2.3.4 Tecnología de ordenadores aplicada en la salud
La tecnología aplicada en la salud describe un amplio concepto sobre infraestructura,
datos y tecnologías en la medicina. Algunas tecnologías incluyen sistemas de registro,
herramientas de salud personas como dispositivos y aplicaciones inteligentes, pero lo más
importante es el compartir e informar. El objetivo de la tecnología aplicada en la salud es
brindar una mejor atención a los pacientes, ayudando a tratar mejor y prevenir la
propagación de enfermedades, es decir aumenta la calidad médica y disminuye los errores
médicos. (Universia España, 2018)
2.3.5 Monitorización
Es el proceso sistemático de recopilación, análisis y funcionamiento de la información
para tener control del progreso de un programa hasta concluir con sus objetivos y ordenar
decisiones de la administración. El enfoque general del proceso es cuando y como se realizan
las actividades para el cumplimiento de las metas. (Dunn, 2010)
2.3.6 Plataforma
Es la base básica dentro de la tecnología y la informática sirve de soporte de hardware y
software, es decir opera dentro de un conjunto de reglas estándares y condiciones del
hardware/software. Hay plataformas de hardware que son sistemas enteros, componentes
individuales e interfaces y también están las plataformas de software que son más extensas,
pero de fácil manejo para el usuario y están compuesta por el software del sistema y de
aplicación. Un ejemplo de la combinación de ambos son los juegos de consola, porque
cuenta con su base física y con el sistema de la consola para poder jugar cualquier video
juego. (Goodner, 2018)
2.3.7 Sensores
Es un dispositivo que genera una salida al manifestar cambios en cantidades o eventos,
por ello los sensores producen una señal eléctrica o una señal óptica derivada de los cambios
de la entrada. Existen diferentes tipos de sensores electrónicos, los cuales son utilizados en
sistemas de energía, aparatos eléctricos, sistemas de automatización, entre otros.
La clasificación de los sensores es básicamente analógicos y digitales, sin embargo, hay
otro tipo de sensores como de temperatura, sensores IR, sensores ultrasónicos, presión,
proximidad y táctiles que son los más utilizados actualmente. (Mecafenix, 2017)
Marco teórico 40
2.3.8 Telemedicina
Es la práctica de servicios hospitalarios alejados, establece una comunicación
bidireccional en tiempo real entre paciente y asistente médico o asistencia sanitaria. Basada
en el uso de tecnología para controlar algún tipo de enfermedad. La telemedicina tiene varias
definiciones, pero la más usual es aquella que permite el uso de servicio médico en tiempo
real tradicional de la telecomunicación. Incluyendo servicios como consultas online, control
remoto, remite imágenes de cámara, además es de bajo costo y conecta directamente al
doctor para tener el informe médico en línea. (Thomas, 2018)
2.3.9 Área de cardiología
La cardiología es la rama de la medicina que diagnostica y trata enfermedades del sistema
cardiovascular, es decir un cardiólogo analiza y realiza procedimientos en base al corazón.
La enfermedad cardíaca se relaciona específicamente con el corazón, mientras la
enfermedad cardiovascular interviene el corazón, vasos sanguíneos o ambos. Si una persona
tiene síntomas de una afección cardíaca, el médico puede referirla a un cardiólogo. El
cardiólogo realiza pruebas para detectar un ritmo cardíaco anormal, a menudo un cardiólogo
trata a pacientes que han tenido un ataque cardíaco, insuficiencia u otros problemas
cardíacos. (Nordqvist, 2017)
2.4 Marco legal
Según la Constitución del Ecuador (2008), en el Titulo II “Régimen del Buen Vivir”, en
el Capítulo Dos en la Sección séptima “Salud” estipula lo siguiente:
Art 32: “La salud es un derecho que garantiza el Estado, cuya elaboración se vincula al
ejercicio de distintos derechos, entre ellos el derecho al agua, la nutrición, la formación, la
cultura física, el trabajo, la seguridad social, los ambientes sanos y otros que sostienen el
buen vivir”.
Según la Constitución del Ecuador (2008), en el Titulo VII “Régimen del Buen Vivir”,
en el Capítulo Uno en la Sección Primera “Educación” estipula lo siguiente:
Art. 343 “El sistema nacional de educación tendrá como propósito el impulso de
capacidades y potencialidades individuales y agrupadas de la población, que faciliten el
aprendizaje, y la generación y uso de conocimientos, técnicas, saberes y culturas.”
Art. 350: “El sistema de educación superior tiene como objetivo la formación académica
y profesional con enfoque científico y tecnológico; la invención, impulso y desarrollo.”
Marco teórico 41
Según la Constitución del Ecuador (2008), en el Titulo VII “Régimen del Buen Vivir”,
en el Capítulo Uno en la Sección Octava “Ciencia, tecnología, innovación y saberes
ancestrales” estipula lo siguiente:
El sistema nacional de ciencia, tecnología, innovación y saberes ancestrales, en el marco
del respeto al ambiente, la naturaleza, la vida, las culturas y la soberanía, tendrá como
finalidad:
• Crear, adaptar y propagar conocimientos científicos y tecnológicos
• Desarrollar tecnologías e invenciones que promuevan la producción nacional, eleven
la eficacia y la productividad, perfeccionen la calidad de vida
Según la (Ley Orgánica Reformatoria a la Ley Orgánica de Educación Superior, 2018),
establece en el Art. 8 Fines de la Educación Superior: La educación superior tendrá las
siguientes fases:
Contribuir al progreso del pensamiento universal, a la expansión de la producción
científica e innovaciones tecnológicas, además de impulsar programas y proyectos para
mejorar el conocimiento académico
En el Art. 13. De la (Ley Orgánica Reformatoria a la Ley Orgánica de Educación
Superior, 2018) establece que las - Funciones del Sistema de Educación Superior. - Son
funciones del Sistema de Educación Superior:
• Garantizar el derecho a la formación académica por medio de la docencia, la
investigación y su vinculación con la sociedad
• Promover la creación, desarrollo, transmisión y difusión de la ciencia, la técnica, la
tecnología y la cultura
• Formar académicos, científicos y profesionales responsables, éticos y solidarios,
comprometidos con la sociedad, adecuadamente aptos en todos los campos del
conocimiento, para que sean capaces de generar y aplicar sus conocimientos
Capítulo III
Metodología
3.1 Descripción del Proceso Metodológico
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo demostrar la importancia del uso
un sistema de monitoreo de signos vitales, obteniendo la lectura de valores de frecuencia
cardíaca, temperatura y presión arterial de tal manera que ayude a los pacientes a tener un
control de su estado de salud.
A través de esta investigación se llevará acabo el diseño de un sistema de monitoreo de
signos vitales para personas adultas con afecciones cardíacas, utilizando la herramienta
MyDevices Cayenne que es una plataforma de IOT (Internet de las cosas).
Mediante la entrevista a varios cardiólogos que aporten con su criterio y conocimientos
acerca de los signos vitales y afecciones cardíacas se podrá desarrollar este sistema, lo cual
cubrirá las necesidades de los pacientes del área de cardiología. Así mismo
consecutivamente se realiza la encuesta a los involucrados para saber su opinión acerca de
utilizar un dispositivo para llevar un control de sus signos vitales.
3.2 Diseño de la Investigación
Dentro del desarrollo de la investigación se utilizaron tres tipos de metodologías de
investigación para abarcar todo el campo investigativo necesario, dentro de las tres
metodologías se encuentra bibliográfica, experimental y explicativa
3.2.1 Metodología Bibliográfica
En el presente trabajo de investigación se basa en la búsqueda de recopilación de
información mediante estudios, trabajos de investigación realizados por otros autores que
tenga similitud al presente trabajo de investigación. La cual se específica de mejor manera
en el capítulo dos, que está compuesto por los antecedentes de la investigación.
3.2.2 Metodología Experimental y Explicativa
La metodología experimental en la presente investigación se enfocará en el desarrollo de
un sistema de monitoreo de signos vitales para adultos con afecciones cardíacas, acoplando
al sistema como sensores para la lectura de datos, microcontroladores, entre otros, los cuales
permitirán enviar la información al médico a cargo del paciente. Mediante esta metodología
explicativa se podrá demostrar que tan factible es el desarrollo de este sistema, las posibles
Metodología 43
variables a medir que se encontrarán dentro de las entrevistas y encuestas, con la finalidad
de determinar si el alcance de la investigación cumple con los objetivos planteados.
3.2.2.1 Población
Según un artículo del periódico “El Telégrafo” IESS registró 9.000 casos de males
cardiovasculares, estas enfermedades están entre las principales causas de muerte en el
mundo y Ecuador no hace la diferencia. Afirmaron que mal hábito alimenticio, además del
consumo de alcohol y cigarrillo es una de las causas que afectan al corazón. (El telegráfo,
2018).
Dentro de la Ciudad de Machala según el Instituto nacional de estadísticas y censos de la
proyección de la población ecuatoriana cuenta con alrededor de 286.120 habitantes, en un
centro médico de la ciudad se determinó que en el área de cardiología desde enero hasta
mayo del año 2019, se atendieron 1.419 personas, la cual mediante una ecuación se
determinará la muestra necesaria de las personas a quienes por medio de una encuesta se
conocerá las principales necesidades de las personas que sufran este tipo de enfermedades,
y así demostrar que tan útil puede ser este sistema de monitoreo de signos vitales para la
población.
Cabe destacar que se realizará una entrevista y encuesta a profesionales del área para que
brinden información acerca del tema, de manera que mediante este proyecto de investigación
muestre que sería un buen avance tecnológico dentro del mundo de la medicina y que los
pacientes se adapten a estos cambios que son de gran aporte para tener un control de salud.
Dicho esto, varias personas fueron sujeto de una encuesta, para ser preciso 172 personas
(muestra del centro médico de la ciudad de Machala en el área de cardiología) las cuales
fueron sometidas a contestar las preguntas acerca de que les parecería tener un sistema el
cual permita monitorear sus signos vitales, obteniendo como resultado el impacto y la
aceptación de este sistema en su vida cotidiana.
3.2.2.2 Ecuación para establecer la muestra de las personas a encuestar
En base a la fórmula para calcular estadísticamente la muestra dentro de una población
en la cual se medirá el impacto de un sistema de monitoreo en la sociedad, se utiliza la
siguiente ecuación:
𝑛 =𝑁 𝑥 𝑍𝑎
2 𝑥 𝑝 𝑥 𝑞
𝑑2 𝑥 (𝑁 − 1) + 𝑍𝑎 2 𝑥 𝑝 𝑥 𝑞
en donde:
Metodología 44
𝑛 = 𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.
𝑁 = 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜.
𝑍 = 𝑁𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑎𝑛𝑧𝑎.
𝑝 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎 𝑓𝑎𝑣𝑜𝑟.
𝑛 = 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎.
𝑑 = 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎𝑙.
De esta fórmula se puede calcular la muestra, en base a un margen de error del 7% y con
una población de 1.419 personas que se atienden en el centro médico de la ciudad de
Machala, se estimó a 172 personas que serían participes de una encuesta informal realizada
para conocer el impacto de este tipo de sistemas en la sociedad como tal.
3.2.2.3 Técnicas e instrumentos
Las técnicas e instrumentos de recolección de información están formadas por las
actividades y procedimientos que conllevan al investigador a obtener resultados necesarios
para dar resultados a sus preguntas durante la investigación. En este caso se utilizará las
técnicas de obtención de datos como la observación, encuesta, entrevista y estudio de campo,
en la siguiente tabla se puede observar las técnicas e instrumentos a utilizar:
Tabla 7. Técnicas e instrumentos aplicados en la investigación
Técnicas Instrumentos
Entrevistas Guía de entrevista
Encuesta Cuestionario
Test
Información adaptada de técnicas e instrumentos de investigación. Elaborado por Johnson Melody
Entrevista
Según (Amador, 2009) una entrevista, es un medio de comunicación interpersonal que se
establece entre el investigador y el sujeto de estudio con el fin de obtener los resultados
verbales que se plantean en las interrogantes sobre el problema planteado.
Resultados de la entrevista
Para obtener la información necesaria sobre el tema se realizó entrevistas a 10
cardiólogos contestaron 10 preguntas acerca del sistema donde se obtuvo como resultado:
Metodología 45
En la primera pregunta sobre qué tipo de tecnologías de monitoreo de signos vitales
conocen actualmente, la respuesta fue que conocían herramientas digitales como el
tensiómetro y pulsómetro, además de las mecánicas y ambulatorias.
De acuerdo con la segunda pregunta sobre si es necesario crear un sistema de monitoreo
de signos vitales, la respuesta de los médicos fue que, es necesario crear un sistema para
hacer un screening diagnóstico y un control de tratamiento en pacientes crónicos
ambulatorios, siendo un buen elemento para el área de la salud facilitando la detección a
tiempo de alguna anormalidad.
Para la tercera pregunta sobre cuantas veces cree necesario realizarse un chequeo médico
si la persona tiene enfermedad cardíaca, la respuesta fue que depende de la enfermedad
cardíaca que tenga el paciente, pero siempre lo recomendable es entre 3 a 5 veces por
semana.
La cuarta pregunta es que, principales signos vitales toma en cuenta en una persona que
tiene afección cardíaca, ellos manifestaron que el principal signo vital en una enfermedad
cardíaca es el monitoreo y frecuencia cardíacos, sin embargo, también toman en cuenta la
presión arterial y la saturación de oxígeno.
En la quinta pregunta es sobre que síntomas considera para diagnosticar que una persona
tiene afección cardíaca, respondieron que los síntomas más comunes son dolores de cabeza,
mareos, dolor de pecho, dificultad para respirar, además podría presentar edemas en las
extremidades, disnea y acrocianosis.
Para la sexta pregunta define que, si sería factible diseñar un sistema de monitoreo para
personas con este tipo de enfermedades, dieron a relucir que, si es factible en forma
automática porque ayudaría a optimizar procesos, sin embargo, si no posee recursos para
tecnologías de punta se puede realizar en forma básica con un personal de salud.
De acuerdo con la séptima pregunta sobre en qué le aportaría como médico un sistema de
monitoreo de signos vitales, respondieron que el aporte mayor que obtendrían es un control
de tratamiento y un screening de enfermedades. Cabe recalcar que se podría tener un
seguimiento de la enfermedad del paciente.
La octava pregunta sobre las características para el sistema de monitoreo, la respuesta es
que sea confiable y de calidad, que los datos lleguen a un dispositivo móvil para obtener el
control del paciente.
En la novena pregunta es sobre que, si ellos creen que mediante un sistema de monitoreo
se podría obtener un previo diagnóstico, su respuesta fue sí, siempre y cuando sea realizado
para el control de pacientes o dicho sistema sea una tecnología Ad Hoc.
Metodología 46
La décima pregunta hace referencia a que, si les gustaría que este sistema sea
implementado en el área de cardiología, la respuesta que dieron es que si sería de gran aporte
como herramienta para un mejor manejo de pacientes y controles respectivos.
Encuestas
La encuesta es una técnica que se usa en un conjunto de procedimientos estandarizado de
investigación por medio el cual se recoge una muestra para estudiar casos representativos
de una población más extensa, a través de la cual se pretende describir, predecir y/o explicar
una serie de particularidades, (Casas Anguita, Repullo Labrador, & Donado Campos, 2003).
Resultados de la encuesta a profesionales
Para obtener opiniones acerca de que impacto tendría realizar este sistema, se realizó 10
encuestas a profesionales de este campo, con la capacidad y conocimiento que tienen dentro
del área de cardiología y de medicina general pudieron manifestar su criterio acerca del
sistema, la encuesta fue en el Ecuador en la ciudad de Machala. En la siguiente tabla se
visualiza la lista de médicos elegidos:
Tabla 8. Lista de los profesionales que participaron en la encuesta de la ciudad de Machala
Nombre y apellido Ocupación
Jorge Moscoso Sánchez Médico Cirujano
Jenny Velasco Guamán Médico Cirujano
Jorge Torres Apolo Cardiólogo
Indira Apolo Guarnizo Cardióloga
Manuel Cabrera Ángeles Cardiólogo
Cecilia Sánchez Pérez Cardióloga
Lester Ojeda Crespo Cardiólogo
María Pita Suarez Cardióloga
Alcibíades Moscoso Raymond Cardiólogo
Alejandro Cárdenas Pérez Cardiólogo
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
1. Dentro de la primera pregunta era necesario saber si contaban con acceso internet en
su área de trabajo y domicilio, porque actualmente la mayoría de las herramientas
tecnológicas utilizan internet para poder obtener datos de estas.
Metodología 47
Tabla 9. Pregunta sobre si los médicos cuentan con acceso a internet
Nombre y apellido Si No
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
Figura 29. Personas que cuentan con acceso a internet. Información tomada de documento de Excel en PC-
Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
2. Para la segunda pregunta era necesario saber si ellos han trabajado con herramientas
tecnológicas para saber el estado de un paciente, 3 personas respondieron que efectivamente
si han manejado herramientas en algunos casos de estudio, 4 personas respondieron que
quizás han utilizado, pero no estaban seguros ya que en la actualidad existen infinidad de
equipos tecnológicos y 3 personas respondieron que no, que siempre han utilizado la forma
tradicional para tratar a los pacientes, dar informes, etc. Esta pregunta es fundamental para
la investigación ya que denota si el médico estaría familiarizado al utilizar estas
herramientas, dando paso al tema de investigación.
90%
10%
Si No
Metodología 48
Tabla 10. Pregunta en la cual refleja si han utilizado herramientas tecnológicas
Nombre y apellido Si No Quizás
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
Figura 30. Uso de herramientas tecnológicas para saber el estado de salud de un paciente. Información
tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
3. En la pregunta 3 se manifestó que, si ellos creen que sería bueno implementar un
sistema de monitoreo de signos vitales, para lo cual 8 de los encuestados estuvieron
totalmente de acuerdo en implementar un sistema de estos y 2 encuestados de acuerdo con
ello, aclarando que es un beneficio tanto para el paciente como para ellos mismo, así tienen
un diagnóstico preliminar. En esta presentación de tabla será (A: para representar totalmente
acuerdo, B: de acuerdo, C: medianamente de acuerdo, D: en desacuerdo y E: totalmente en
desacuerdo).
Si
30%
No
30%
Quizás
40%
Si No Quizás
Metodología 49
Tabla 11. Lista de personas que creen que si es bueno implementar un sistema de monitoreo
Nombre y apellido A B C D E
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 31. Personas que indicaron si es bueno implementar un sistema de monitoreo de signos vitales.
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
4. Para la pregunta 4, en si están de acuerdo con los avances tecnológicos que han
implementado en la salud, tomaron en consideración las herramientas que ellos disponen,
entonces 3 personas respondieron que estaban totalmente de acuerdo, 2 personas que, si
estaban de acuerdo, 3 encuestados medianamente acuerdo, ya que piensan que aún falta
mejorar muchas más cosas en el área de la salud, y 2 personas que están en desacuerdo,
exponiendo que no todos los centros médicos cuentan con tecnología de punta.
80%
20%
0%
0%0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 50
Tabla 12. Personas que están de acuerdo con los avances tecnológicos en la salud
Nombre y apellido A B C D E
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 32. Personas de acuerdo con los avances tecnológicos que se han implementado en la salud.
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
5. La siguiente pregunta es: ¿Estaría dispuesto a usar un sistema de control para
monitorear a sus pacientes? Los encuestados para esta pregunta respondieron en su totalidad
si totalmente de acuerdo, estarían dispuestos a utilizarlo porque tendrían un previo
diagnóstico de sus pacientes, facilitaría más su trabajo, siendo un sistema que aportaría al
área de cardiología en la obtención de un screening diagnóstico, entre otros. Así se evitaría
que el paciente trate su enfermedad desde casa y pueda estar en tratamiento antes de que
pase a mayores.
30%
20%30%
20%
0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 51
Tabla 13. Lista de personas que utilizarían el sistema de control
Nombre y apellido Si No Quizás
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 33. Personas dispuestas a usar un sistema de control para monitorear a sus pacientes. Información
tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
6. Los 10 profesionales contestaron que si, a la pregunta de que, si es necesario
implementar herramientas tecnológicas para mejorar la calidad de vida de una persona e
implementarlo para sus pacientes, esto en la actualidad hace que las personas les sea más
fácil llevar algún tipo de enfermedad. En esta presentación de tabla será (A: para representar
totalmente acuerdo, B: de acuerdo, C: medianamente de acuerdo, D: en desacuerdo y E:
totalmente en desacuerdo).
100%
0%
Si No Quizás
Metodología 52
Tabla 14. Personas que creen que es necesario implementar herramientas tecnológicas
Nombre y apellido A B C D E
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 34. Personas que indicaron si es necesario implementar herramientas tecnológicas para mejorar la
calidad de vida de una persona. Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1.
Elaborado por Johnson Melody.
7. Con respecto a la pregunta 7, es importante saber si los médicos les gustaría recibir
una notificación de emergencia si su paciente se encuentra en valores anormales en sus
signos vitales, 8 profesionales dijeron que si, porque es una medida de alerta y seguridad
para el paciente y 2 profesionales contestaron que quizás ya que esta medida se realizaría
siempre y cuando el médico que trate al paciente sea su médico de confianza.
100%
0%0%0%0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 53
Tabla 15. Lista de personas que les gustaría recibir la notificación de alerta
Nombre y apellido Si No Quizás
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 35. Personas que mediante un mensaje de alerta quieren que sea notificado, si su paciente se encuentra
mal de salud. Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por
Johnson Melody.
8. Diez encuestados, respondieron que, si estaban totalmente de acuerdo en que la
implementación de un sistema de monitoreo les ayudara a tener un previo diagnóstico.
Manifestando que con este tipo de enfermedades es necesario tener un control significativo
todas las semanas. En esta presentación de tabla será (A: para representar totalmente
acuerdo, B: de acuerdo, C: medianamente de acuerdo, D: en desacuerdo y E: totalmente en
desacuerdo).
80%
0%20%
Si No Quizás
Metodología 54
Tabla 16. Lista de personas que están de acuerdo que la implementación del sistema les
ayudara a obtener un previo diagnostico
Nombre y apellido A B C D E
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 36. Necesidad de la implementación de un sistema de monitoreo de signos vitales le ayudara a tener
un previo diagnóstico. Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1.
Elaborado por Johnson Melody.
9. Los diez profesionales contestaron que, si estaban totalmente de acuerdo en utilizar
este sistema de tiempo real para monitorear signos vitales como frecuencia cardiaca,
temperatura y presión arterial, siempre y cuando sea confiable para el paciente. La lectura
de los datos se muestre en tiempo real, y el paciente pueda tener un manual de guía para
saber cómo utilizar este dispositivo electrónico de tiempo real.
100%
0%0%
0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 55
Tabla 17. Lista de personas que estarían de acuerdo en utilizar un sistema en tiempo real
Nombre y apellido A B C D E
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody.
Figura 37. Personas de acuerdo en utilizar un sistema en tiempo real para saber los signos vitales de sus
pacientes. Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por
Johnson Melody.
10. La última pregunta de la encuesta a los profesionales se trató de saber, si ellos creen
que este sistema sería innovador dentro del área de cardiología, para los cual, contestaron 8
encuestados que, si creen que es una propuesta innovadora para esta área, en la obtención
de diagnósticos previos, en el control de pacientes, y 2 profesionales encuestados
contestaron que quizás en un sistema innovador y podrían usarlo dentro del área de
cardiología.
100%
0%0%0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 56
Tabla 18. Lista de personas que creen que este sistema sería innovador para el área de
cardiología
Nombre y apellido Si No Quizás
Jorge Moscoso Sánchez X
Jenny Velasco Guamán X
Jorge Torres Apolo X
Indira Apolo Guarnizo X
Manuel Cabrera Ángeles X
Cecilia Sánchez Pérez X
Lester Ojeda Crespo X
María Pita Suarez X
Alcibíades Moscoso Raymond X
Alejandro Cárdenas Pérez X
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
Figura 38. Personas que piensa que un sistema de monitoreo de signos vitales seria innovador dentro del área
de cardiología. Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por
Johnson Melody.
En la encuesta realizada a los diez profesionales (cardiólogos) que son los encargados de
monitorear a pacientes con afecciones cardíacas, se dedujo que se necesita implementar más
herramientas tecnológicas en el área de salud, que su conocimiento es de vital importancia
para los pacientes, pero en la actualidad el automatizar los procesos, aporta a dar mejores
diagnósticos. Los profesionales deben estar muy capacitados para utilizar estas
80%
0%20%
Si No Quizás
Metodología 57
herramientas, y a su vez el paciente sepa que un dispositivo es necesario para la obtención
de mejores resultados. Los profesionales y pacientes que tienen poca información de estos
temas temen a utilizar dispositivos electrónicos considerando que es más fácil hacerlo de la
manera tradicional. Por ello es necesario realizar capacitaciones a los médicos para que
sepan el funcionamiento de los dispositivos y cada día se vayan familiarizando en su uso.
Encuesta a la sociedad para medir el impacto del sistema de monitoreo de signos vitales
Para analizar de una forma más sólida el diseño del sistema de monitoreo de signos
vitales, en lo que respecta a si será factible su uso como tal, se dio paso a realizar una
encuesta online dentro del Ecuador, siendo más específico en un centro médico de la ciudad
de Machala, para saber qué tan fiable será el uso de este sistema, si las personas se adaptarán
y aceptarán su uso en el ámbito de salud y dar a conocer que se puede crear este sistema para
personas con afecciones cardíacas.
Esta encuesta online conto con 10 preguntas y son las siguientes:
1) ¿Cuenta usted con acceso a internet en su domicilio?
2) ¿Estaría dispuesto a pagar cierta cantidad de dinero por un dispositivo electrónico
que mida sus signos vitales?
3) ¿Le gustaría saber cómo están sus signos vitales por medio de un dispositivo
electrónico?
4) ¿Qué tipo de signos vitales desearía que mida este dispositivo?
5) ¿Estaría dispuesto a usar una herramienta tecnológica para llevar un control de salud?
6) ¿Sabía usted que por medio de un dispositivo puede enviar alertas de emergencia, en
caso de tener un problema de salud?
7) ¿Usted cree necesario implementar herramientas tecnológicas para mejorar la
calidad de vida de una persona?
8) ¿Desearía que mediante un sistema el médico tenga un informe sobre sus signos
vitales?
9) ¿Usted cree que la implementación de este sistema le ahorrará tiempo?
10) ¿Le gustaría que los médicos utilicen este sistema para llevar control de salud de sus
pacientes?
En ciertas preguntas se utilizó la escala de Likert para una mejor medición, tomando en
cuenta cinco niveles desde lo más aceptable hasta lo menos aceptable, esto hará posible la
obtención de información.
Metodología 58
Una vez realizada la encuesta se procedió a realizar la respectiva tabulación de los datos
obtenidos, con el fin de analizar la información conseguida y así poder tener los resultados.
Mostrando si es factible el uso de este sistema a continuación se muestran los resultados y
el respectivo análisis.
Resultados de la encuesta a la sociedad
1. ¿Cuenta usted con acceso a internet en su domicilio?
Tabla 19. Número de personas que cuentan con internet en su domicilio
Descripción Frecuencia Porcentaje
Si 168 98%
No 4 2%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 39. Personas que cuentan con internet en su domicilio. Información tomada de documento de Excel
online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson Melody.
Dentro de la república del Ecuador, han existido muchos cambios tecnológicos en el área
de salud, pero aun así estamos atrasados a diferencia de otros países de primer mundo, que
cuentan y desarrollan tecnología de punta. Sin embargo, actualmente cada dispositivo que
utilizamos necesita de internet para conectarse, esto se define como el internet de las cosas,
por ello la primera pregunta hizo referencia a si los encuestados contaban con internet en su
domicilio, ya que para leer los datos en una plataforma se necesita de internet. La respuesta
de los encuestados en su mayoría 168 personas contestaron que si cuenta con internet en su
domicilio y 4 personas que no.
98%
2%
Si No
Metodología 59
2. ¿Estaría dispuesto a pagar cierta cantidad de dinero por un dispositivo electrónico
que mida sus signos vitales?
Tabla 20. Número de personas que estarían dispuestas a pagar por un dispositivo
Descripción Frecuencia Porcentaje
Si 91 53%
No 20 12%
Quizás 61 35%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody
Figura 40. Personas que estarían dispuesta a pagar por un dispositivo electrónico. Información tomada de
documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson Melody
En la segunda pregunta, en la cual se obtendría información sobre, si las personas estarían
dispuestas a pagar cierta cantidad de dinero para adquirir un dispositivo electrónico que mida
sus signos vitales, 91 personas respondieron que, si pagarían por un dispositivo que lleve el
control de su salud, 20 personas que no pagarían por un dispositivo y 61 personas que quizás
pagarían para adquirir un dispositivo electrónico. Según los datos visualizados es que las
personas muchas veces creen que el adquirir un dispositivo electrónico será costoso por ello
prefieren realizar la toma de signos vitales de la manera tradicional, asistiendo a un centro
de salud en el cual pueda monitorear sus signos vitales, sin embargo, hay personas que están
dispuestas a pagar un valor por tener algo que les ayude a obtener información de cómo se
encuentra su estado de salud, y así controlar constantemente sus signos vitales.
53%
12%
35%
Si No Quizás
Metodología 60
3. ¿Le gustaría saber cómo están sus signos vitales por medio de un dispositivo
electrónico?
Tabla 21. Personas que les gustaría saber cómo esta sus signos vitales por medio de un
dispositivo.
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 92 53%
De acuerdo 49 28%
Medianamente de acuerdo 28 16%
En desacuerdo 1 1%
Totalmente en desacuerdo 1 1%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 41. Número de personas que les gustaría saber cómo están sus signos vitales por un dispositivo.
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Dentro de la tercera interrogante era fundamental saber si a ellos les gustaría que este
dispositivo de lectura de signos vitales, parte importante del proyecto es saber si la sociedad
les gustaría que existan estos dispositivos electrónicos para saber si su estado de salud está
bien, para lo que 92 personas respondieron que estaban totalmente de acuerdo en que haya
dispositivos que tomen lectura de sus signos vitales, 49 de acuerdo, 28 medianamente de
53%
28%
16%
1% 1%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 61
acuerdo, 1 en desacuerdo, y 1 en totalmente en desacuerdo en la idea de un dispositivo para
la toma de signos vitales.
4. ¿Qué tipo de signos vitales desearía que mida este dispositivo?
Tabla 22. Número de personas que expusieron que les gustaría que mida este dispositivo
Descripción Frecuencia Porcentaje
Temperatura 4 2%
Frecuencia cardíaca 34 20%
Presión arterial 14 8%
Todas las anteriores 120 70%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 42. Personas que contestaron que les gustaría que mida este dispositivo. Información tomada de
documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson Melody.
La cuarta pregunta es de mucha importancia para la investigación, porque para el diseño
del sistema es necesario saber que signos vitales desearían la sociedad que mida este sistema,
para ello se utilizó opciones de los principales signos vitales como, temperatura, frecuencia
cardíaca, presión arterial y como última opción todas las anteriores, 4 personas eligieron
temperatura, 34 personas frecuencia cardíaca, 14 personas presión arterial y 120 personas
todas las anteriores, o sea que manifestaron que sería bueno que este dispositivo cuente con
2%
20%
8%
70%
Temperatura Frecuencia cardíaca Presión arterial Todas las anteriores
Metodología 62
los 3 signos vitales más importantes. Así podrán estar seguros de como esta su salud por
medio del dispositivo.
5. ¿Estaría dispuesto a usar una herramienta tecnológica para llevar un control de salud?
Tabla 23. Personas que estarían dispuesto a usar una herramienta tecnológica
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 88 51%
De acuerdo 70 41%
Medianamente de acuerdo 8 5%
En desacuerdo 3 2%
Totalmente en desacuerdo 2 1%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 43. Número de personas que estarían dispuestas a usar una herramienta tecnológica. Información
tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson
Melody.
En la pregunta 5, se deseaba conocer si estarían dispuestos a utilizar una herramienta
tecnológica para el control de su salud, la mayoría de los encuestados es decir 88 personas
estaban totalmente de acuerdo en utilizar la herramienta tecnológica, 70 personas de
acuerdo,8 personas medianamente de acuerdo, 3 personas en desacuerdo y 2 personas
totalmente en desacuerdo.
51%41%
5%
2% 1%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 63
6. ¿Sabía usted que por medio de un dispositivo puede enviar alertas de emergencia, en
caso de tener un problema de salud?
Tabla 24. Personas que sabían que un dispositivo puede enviar mensajes de alerta
Descripción Frecuencia Porcentaje
Si, si lo sabía 85 49%
No, no lo sabía 60 35%
Quizás, lo he escuchado 27 16%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 44. Número de personas que sabían que un dispositivo puede enviar mensajes de alerta. Información
tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson
Melody.
Para la sexta pregunta, se hizo la interrogante de que, si las personas saben que por medio
de un dispositivo se puede enviar mensajes de alerta, en caso de que sus valores en la toma
de signos vitales se encuentren anormales, es importante saber si los encuestados tienen
conocimiento de este tipo de dispositivos que ayudan actualmente a la sociedad, 85 personas
si sabían que pueden enviar alertas por medio de un dispositivo, 60 personas no sabían de
este tipo de tecnología y 27 personas quizás lo habían escuchado pero no sabían con certeza
si es lo mismo que se manifestó en la pregunta.
7. ¿Usted cree necesario implementar herramientas tecnológicas para mejorar la calidad
de vida de una persona?
49%
35%
16%
Si, si lo sabía No, no lo sabía Quizás, lo he escuchado
Metodología 64
Tabla 25. Personas que creen que es necesario implementar herramientas tecnológicas
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody
Figura 45. Número de personas creen necesario implementar herramientas tecnológicas. Información tomada
de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson Melody
En la séptima pregunta, así como la quinta pregunta van relacionadas en el tema de que
si ellos les usarían una herramienta tecnológica para llevar un control de salud, entonces en
esta pregunta se formuló, si ellos creen necesario implementar herramientas tecnológicas
para mejorar la calidad de vida una persona, este cuestionamiento hace referencia a la
tecnología dentro del mundo, ya que en la actualidad una persona puede mejorar su estilo de
vida por medio de la tecnología, no solo el momento de querer comunicarse con otra
persona, sino también a buscar la manera de optimizar recursos, entretener y facilitar la
calidad de vida de una persona, por ello 102 encuestados respondieron que estaban
totalmente de acuerdo, 55 de acuerdo, 11 medianamente de acuerdo, 2 en desacuerdo y 1 en
totalmente desacuerdo, a diferencia de las personas que creen que los avances tecnológicos
son buenos para el mundo, hay personas que también no están de acuerdo, que opinan que
una persona puede tener una buena calidad de vida sin utilizar equipos tecnológicos.
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 102 59%
De acuerdo 55 32%
Medianamente de acuerdo 11 6%
En desacuerdo 2 1%
Totalmente en desacuerdo 1 1%
Total 172 100%
59%
32%
6%
1% 1%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 65
8. ¿Desearía que mediante un sistema el médico tenga un informe sobre sus signos
vitales?
Tabla 26. Número de personas que desean que el médico tenga un informe sobre sus signos
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 107 62%
De acuerdo 50 29%
Medianamente de acuerdo 13 9%
En desacuerdo 1 8%
Totalmente en desacuerdo 1 1%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody
Figura 46. Personas que desean que un médico tenga un informe detallado acerca de su salud. Información
tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson
Melody
Dentro de la interrogante número ocho, establece que, si deseasen que el médico tenga
un informe de sus signos vitales por medio del dispositivo, cabe recalcar que la lectura de
los signos vitales será leída por el médico de cabecera del paciente, y es importante estar al
tanto de que si existe la posibilidad que se tenga un diagnóstico previo y un seguimiento de
salud del paciente, para ello 107 personas contestaron que estaban totalmente de acuerdo en
que se tenga un informe mediante el dispositivo, 50 personas de acuerdo, 13 personas
medianamente de acuerdo, 1 en desacuerdo y 1 en totalmente en desacuerdo.
62%
29%
8%
1% 1%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 66
9. ¿Usted cree que la implementación de este sistema le ahorrará tiempo?
Tabla 27. Personas que creen que la implementación del sistema les ahorrará tiempo
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 105 61%
De acuerdo 49 28%
Medianamente de acuerdo 18 10%
En desacuerdo 0 0%
Totalmente en desacuerdo 0 0%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 47. Número de personas que creen que la implementación del sistema les ahorrará tiempo. Información
tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado por Johnson
Melody
Para la novena pregunta se hizo la interrogante sobre si el sistema ahorrará tiempo, ante
esta pregunta para que sea más entendible para los encuestados, se utilizó una nota la cual
decía, que el ahorrar tiempo significaba que el paciente para llevar el seguimiento de su
salud no tendría que acercarse al centro médico, hospital o clínica, sino que podía obtener la
toma de sus signos vitales mediante este sistema, y su informe le llegaría al médico
encargado por medio de una plataforma. Para ello 105 encuestados estuvieron totalmente de
acuerdo, 49 encuestados de acuerdo, y 18 encuestados medianamente de acuerdo. Esto se
debe por las personas que se les imposibilita movilizarse de un lado a otro todo el tiempo,
61%
28%
10%
0% 0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 67
están de acuerdo en utilizar este sistema, sin embargo, existen personas que tienen dudas
porque no saben si el sistema será confiable, si los datos serán llegados al doctor.
10. ¿Le gustaría que los médicos utilicen este sistema para llevar control de salud de sus
pacientes?
Tabla 28. Número de personas que les gustaría que los médicos utilicen el sistema para
llevar un control de salud de sus pacientes
Descripción Frecuencia Porcentaje
Totalmente de acuerdo 108 63%
De acuerdo 41 24%
Medianamente de acuerdo 20 12%
En desacuerdo 2 1%
Totalmente en desacuerdo 0 0%
Total 172 100%
Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected]. Elaborado
por Johnson Melody.
Figura 48. Personas que desearían que los médicos utilicen este sistema para llevar el control de sus
pacientes. Información tomada de documento de Excel online, cuenta de Google drive [email protected].
Elaborado por Johnson Melody.
En la pregunta número diez, se preguntó, si les gustaría que los médicos utilicen el
sistema para el control de salud de sus pacientes. Pese a ser una pregunta que va relacionada
bastante con preguntas anteriores, era fundamental saber, si en esta área en específico desean
63%
24%
12%
1%0%
Totalmente de acuerdo De acuerdo Medianamente de acuerdo
En desacuerdo Totalmente en desacuerdo
Metodología 68
utilizar herramientas tecnológicas, la sociedad pese a que hay muchos cambios tecnológicos,
no todos están adaptados a utilizarlos, especialmente las personas adultas se les dificulta el
manejo de este tipo de herramientas tecnológicas, aunque su respuesta fue bastante
aceptable, 108 personas contestaron que estaban totalmente de acuerdo en que el médico
utilice este tipo de sistema para llevar el seguimiento de salud de su paciente, 41 personas
de acuerdo, 20 personas medianamente de acuerdo y 2 en desacuerdo, cabe recalcar que
muchas veces la aceptación de los adultos no es favorable el uso de la tecnología por la
dificultad al utilizarla.
Discusión final del análisis de los resultados entre la encuesta a los profesionales y de
la sociedad
Para un mejor análisis se utilizó una herramienta tecnológica como lo es Google Drive.
Esta aplicación de servicio gratuito de almacenamiento basado en la nube que permite la
creación de documentos como, hojas de cálculo, sincronización de fotos, videos
presentaciones o formularios, además admite que los usuarios almacenen y acceden a
archivos online. Esta información se puede compartir con varias personas o con quien se la
quiera comunicar, de forma eficiente.
Mediante esta plataforma, se realizó la encuesta que estaba compuesta por 10 preguntas
de opción múltiple, algunas basadas en la escala Likert. El proceso se realizó de la siguiente
forma, las personas ingresaban al formulario creado en Google Drive, para proceder a
llenarlo, debían utilizar su correo electrónico, lo llenaban y enviaban las respuestas. Dentro
de las respuestas según la muestra obtenida sumaron un total de 172 usuarios, en los cuales
se observó bastante variedad de resultados, personas que estaban totalmente acuerdo como
las que no lo estaban, al igual que algunas personas que no sabían de las existencias de
dispositivos de alertas de emergencia.
Los médicos tuvieron una buena aceptación acerca de tener un dispositivo electrónico
que mida los signos vitales para los pacientes con afecciones cardíacas, siempre y cuando
sea confiable. Pese que los mejores métodos son los tradicionales, opinan que la tecnología
ha evolucionado y por ello la telemedicina debe ir progresando con el pasar del tiempo,
como se ha venido dando en otros países, que tienen tecnología de punta. Los dispositivos
que usan plataformas de internet de las cosas permiten obtener información de sensores
específicos en tiempo real, esto favorece tanto al paciente como al doctor porque permite
visualizar la información mediante un celular o una computadora conectada a un Wi-Fi. De
Metodología 69
acuerdo con la encuesta realizada a los profesionales es necesario tener un previo
diagnóstico de los signos vitales, para descartar cualquier tipo de enfermedad.
Según los resultados de la encuesta a la sociedad favorecieron el uso de dispositivos
electrónicos para el monitoreo de signos vitales, de acuerdo con que se pueda obtener
información en tiempo real, además de que él médico de cabecera tenga un informe del
estado de salud, aunque una parte no estaba de acuerdo por el hecho de que a veces son
dispositivos costosos o que no son fácil de manejar, por ello eligen hacerlo de manera
tradicional acudiendo a una clínica u hospital. Es preciso enfatizar que los dispositivos
electrónicos tienen cualidades especiales dependiendo del tipo, por lo cual es necesario tener
una guía de uso, así se puede obtener instrucciones específicas acerca de su funcionamiento.
Capítulo IV
Desarrollo de la propuesta
Según la información recopilada, en el capítulo II en los antecedentes de la investigación,
se obtuvo información de propuestas anteriores de sistemas de monitoreo, los cuales estaban
compuestos por medidor de temperatura y frecuencia cardíaca para la visualización de los
datos utilizaban un celular Android mediante bluetooth. De acuerdo con la investigación
estos sistemas son de fácil acceso, cómodos y sencillos para el usuario. Sin embargo,
concluyeron que se debía utilizar otros tipos de sensores para mejorar la efectividad del
sistema, además recomendaron añadir otras formas de ondas como electrocardiogramas,
presión arterial, entre otros.
La motivación de proyectos anteriores fue brindar al paciente un sistema de bajo costo,
además de que cuenta con una disponibilidad, confiabilidad y eficacia. Estimaron que el
servicio sea usado para personas con enfermedades cardiovasculares que requieren
realizarse chequeos médicos constantemente. De acuerdo con la investigación realizada los
médicos necesitan tener un sistema el cual permita obtener información para hacer un
screening diagnóstico y control previo de pacientes, manifestando que la telemedicina es un
gran aporte en la salud. En conclusión, el diseño del sistema es factible en ambos casos tanto
como para el doctor y para el paciente. Para tener una mejor visión del sistema se muestra
la siguiente imagen:
Figura 49. Esquema general del sistema. Información adaptada de repositorio de imágenes de Google.
Elaborado por Johnson Melody.
El paciente utilizará sensores específicos para monitorear sus signos vitales por medio de
un dispositivo conectado a internet y mediante una plataforma de internet de las cosas el
médico a cargo podrá visualizar los datos en su teléfono Android o computadora.
Desarrollo de la propuesta 71
Para la realización del mismo se investigó diversos elementos para su desarrollo, mediante
una evaluación meticulosa, se seleccionó los componentes necesarios para una mejor
obtención de la información. Los cuales facilitaran al diseño del sistema, para ello se lo
divide en dos partes como el hardware y el software. A continuación, se detallará los
sensores existentes para la medición de signos vitales y cuáles fueron los elegidos para el
desarrollo del sistema de monitoreo de signos vitales.
4.1 Hardware
En la elección del hardware se investigó varios sensores que adaptados a un
microcontrolador permitirían leer los datos en tiempo real, el sistema contará con medición
de temperatura, frecuencia cardíaca y presión arterial.
4.1.1 Sensores de temperatura
4.1.1.1 Sensor arduino LM35
Este sensor de temperatura esta calibrado en Celsius (centígrados), es decir no necesita
de calibración o de una conversión externa, utilizando entrada analógica. Las aplicaciones
en las que se utiliza este sensor pueden ser, fuentes alimentación, accesorios, temperatura
corporal siempre y cuando este adherida a la piel y climatización.
4.1.1.2 Sensor Arduino TMP36
El sensor es parecido al LM35 solo que mide temperaturas positivas es decir no
suministra voltaje negativo. Este tipo de sensor opera con una pila de 9V y en mucho de los
casos la precisión se va a los 2° C.
4.1.1.3 Sensor Arduino TC74
Este tipo de sensor tiene un tipo de problema, es sensible al ruido. Siendo un sensor de
temperatura digital convierte la temperatura dentro del propio sensor basado en el protocolo
I2C es decir requiere identificadores únicos para la comunicación.
4.1.1.4 Sensor infrarrojo MLX90614ESF
El sensor es un chip de silicio sensible a la radiación infrarroja de un objeto, utiliza una
etapa de adaptación para poder obtener el cálculo de la temperatura, este sensor debe ser
calibrado como lo dice en su hoja de especificación para obtener un buen funcionamiento.
Desarrollo de la propuesta 72
Tabla 29. Comparación de sensores de temperatura
Modelo Especificaciones Costo Digital/Análogo
LM35
Voltaje de operación: 4V a
30V. Rango de temperaturas: -
55° C a 150° C. Tiempo de
respuesta: 4min
Bajo Costo Análogo
TMP36
Voltaje de operación: 2,7V a
5.5V. Rango de temperaturas:
-40° C a 150° C. Tiempo de
respuesta: 8min
Bajo Costo Análogo
TC74
Voltaje de operación: 2,7V a
5.5V. Rango de temperaturas:
-40° C a 125° C. Tiempo de
respuesta: 8min. Sensible al
ruido
Costo medio Análogo
MLX90614ESF
Voltaje de operación: 3V.
Rango de temperaturas: -40°
C a 85° C. Tiempo de
respuesta: 8min.
Alto costo Digital
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
De acuerdo con las especificaciones el óptimo para utilizar es el LM35 por ser un sensor
de circuito integrado de buena precisión, este permite medir en grados centígrados sin
necesidad de realizar conversión, es de bajo costo y cuenta con una baja impedancia de
salida. Además, con la ayuda del microcontrolador este puede modificar la tensión del sensor
para que trabaje a 1mV así tiene una mayor precisión en la medición.
Tipos de configuración
Según el fabricante este pone a disposición varias alternativas las cuales pueda utilizar
según la necesidad del usuario. Para este proyecto se lo utilizará para medir la temperatura
corporal. A continuación, se presenta las especificaciones técnicas propuesta en la hoja de
datos del sensor.
Desarrollo de la propuesta 73
Figura 50. Sensor LM35 con especificación técnica en grados centígrados. Información tomada de
documento de http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf. Elaborado por Texas instruments.
Figura 51. Sensor LM35 tiempo de respuesta de aire y aceite. Información tomada de documento de
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf. Elaborado por: Texas instruments.
Figura 52. Sensor LM35 tiempo de respuesta de la entrada. Información tomada de documento de
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf. Elaborado por Texas instruments.
Para ser preciso se podrá visualizar un diagrama de flujo de cómo actúa el sensor dentro
del sistema de monitoreo de signos vitales.
Desarrollo de la propuesta 74
Figura 53. Diagrama de flujo del proceso del sensor de temperatura en el sistema. Información adaptada de
smartdraw. Elaborada por Johnson Melody
4.1.2 Sensores de frecuencia cardíaca
4.1.2.1 Sensor Amped
Este sensor utilizado para leer datos de la frecuencia cardíaca, para utilizarlo solo debe
concertarlo a un (plug-and-play) compatible con Arduino. El sensor permite una óptica
amplificación y un circuito que es de anulación de ruido, haciendo que tome lecturas de
forma rápida, confiable y fácil de obtener. Se basa en un LED emisor y un receptor de
intensidad, la cual se puede visualizar cuando la luz es reflejada por el dedo muestra el paso
de corriente sanguínea y así da paso o define la salida del sensor.
Para la alimentación del sensor necesita 3V o 5V, está determinado para conectores
macho estándar es decir no necesita soldar.
4.1.2.2 Sensor Grove Finger Clip
Este sensor sirve para medir la frecuencia cardíaca, pero de forma más robusta, ya que
para su medición utiliza una banda que debe ser adaptada al brazo. Este tipo de sensor utiliza
la fotopletismografía usualmente conocido como PPG, esta realiza un proceso para leer la
frecuencia cardíaca mediante un LED y un fotodiodo.
El módulo se basa en el PAH8001EI-2G. Esto es un procesador CMOS de alto consumo
y rendimiento, trabaja con I2C para la lectura de los datos.
4.1.2.3 OMRON
En algunos casos se puede utilizar aparatos electrónicos para poder tomar la lectura de
signos vitales, en este caso el tensiómetro OMRON es de fabricación japonesa y sirve para
Desarrollo de la propuesta 75
obtener datos del ritmo cardíaco y presión arterial. En este caso se lo puede utilizar para
toma de lectura cardíaca adaptándolo a un microcontrolador, sin embargo, la desencriptación
de los datos al momento de monitorear la frecuencia cardíaca y presión arterial se deben
realizar varias pruebas para confirmar que es confiable y seguro.
4.1.2.4 Zephyr Wireless Heart Sensor
Este dispositivo electrónico contiene sensor para el monitoreo de frecuencia cardiaca y
es una banda que cubre toda la parte del tórax, envía los datos de lectura mediante bluetooth
los cuales deben llegar a un sistema operativo Android, además de ser un dispositivo que
tiene un alcance de 10m para la lectura cardíaca.
Tabla 30. Comparación de los sensores de la frecuencia cardíaca
Modelo Especificaciones Costo Consumo de
energía
Sensor Amped
Voltaje de operación: 3V a
5V. Ampliación: 330.
Longitud de la onda: 609nm
Bajo Costo Bajo consumo
Grove Finger Clip
Voltaje de operación 5Vdc.
Rango de temperaturas para
operación: -20° C a 60° C.
Longitud de la onda: 525nm
Costo medio Bajo consumo
Omron
Voltaje de operación: 6V.
Rango de temperaturas: 10° C
a 40° C.
Alto costo Alto consumo
Zephyr Wireless Heart Sensor Batería: CR2032. Rango de
temperaturas: -10° C a -50° C. costo medio Bajo consumo
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
Para la medición de la frecuencia cardíaca, se eligió al sensor amped ya que es de bajo
costo y consumo, la alimentación del voltaje DC operando desde los 3V hasta los 5V,
además del pin de salida de datos. El sensor tiene una señal de voltaje analógica que suele
oscilar en niveles altos y bajos, además de que se encarga de obtener los datos por medio de
Desarrollo de la propuesta 76
una señal utilizando un método que es el de fotopletismografía, es decir captura la señal
permitiendo que se incluyan etapas como amplificación y cancelación del ruido para así
mostrar la lectura de pulso cardíaco de forma confiable
Figura 54. Esquema del sensor de frecuencia cardiaca. Información tomada de
https://cdn.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Biometric/PulseSensorAmpd%20-%20Schematic.pdf Elaborada
por Tecnología
Figura 55. Diagrama de flujo del proceso del sensor de pulso en el sistema. Información adaptada de
smartdraw. Elaborada por Johnson Melody
Para elegir la placa electrónica de hardware libre en la cual se iba a trabajar, se realizó
varias comparaciones, para ello se probó con algunos tipos de placas de Arduino como la
UNO, la Mega, entre otras, las cuales, mediante una tabla de especificaciones con las
características de cada Arduino, se puede mostrar cual es las más factible para este sistema.
Desarrollo de la propuesta 77
Tabla 31. Comparación de las especificaciones de los tipos de Arduino
Modelo Microcontrolador Voltaje de
funcionamiento
Pines de
entrada
analógica
Sram Eeprom Velocidad
Arduino uno Atmega328 5V 6 2kb 1kb 16MHz
Arduino mega Atmega2560 5V 16 1kb 1kb 16MHz
Arduino
Ethernet Atmega328 5V 6 2kb 1kb 16MHz
Arduino
Leonardo Atmega32u4 5v 12 2kb 1kb 16MHz
Arduino Yún
Rev2
Atmega32u4 5V 12 2.5kb 1kb 16MHz
Arduino
Ethernet Atmega328 5V 6 2kb 1kb 16MHz
Información tomada de documento de Excel en PC-Melody ip: 192.168.254.1. Elaborado por Johnson Melody
Se utilizó la Arduino Yún Rev2 por las especificaciones técnicas que tiene que fueron
más adecuadas para el sistema, en este caso la Arduino Yún Rev2 proporciona conexiones
y aplicaciones de red avanzada, es decir la conexión de red en este caso Wi-Fi permite que
se realice en forma de código abierto y gratuitamente. Este tipo de Arduino permite trabajar
de una forma más simple y sencilla en plataformas IoT, lo cual facilita el trabajo, ya que la
plataforma en la cual se visualizarán los datos será en una plataforma de Internet de las
cosas.
Las especificaciones técnicas de esta placa permiten operar con 5V, tiene 20 pines
digitales, 7 canales PWM, 12 entradas analógicas, intensidad DC por I/O Pin de 40mA, un
flash memory de 23kb de las cuales 4 se usan como bootloader, además de que tiene
capacidades para hacer uso del procesador Linux.
Para Linux es operable con 3.3V, cuenta con ethernet IEEE 802.3 10/100Mbit/s, Wi-Fi
IEEE 802.11b/g/n, lector de tarjeta Micro-SD, estas son las características fundamentales de
esta placa, para el desarrollo del sistema.
Desarrollo de la propuesta 78
Figura 56. Diagrama de bloque de la Arduino yun rev 2. Información tomada de
https://www.mouser.ec/new/arduino/arduino-yun-rev2/. Elaborada por Mouser Electronic
4.2 Software
Para la visualización de los datos se eligió una plataforma de Internet de las cosas, en el
transcurso de la investigación se apreció varias opciones, que eran óptimas para el sistema,
sin embargo, se realizó una comparación para elegir la más favorable para obtener la lectura
de los sensores, mediante el microcontrolador elegido, se observó cual sería la más
conveniente para dicho sistema.
Tabla 32. Plataformas IoT
Plataforma Ámbito Integración HW Ventajas Desventajas
Thingspeak
Plataforma
OpenSource,
Canales para
almacenar datos
Arduino, Raspberry,
Electric Imp,
Móbiles/Aplicaciones
web
Interfaz,
Integración
de redes
sociales
Documentación
limitada a cierto
HW
Bluelabs City, Energy y
Smart Satel y Grid
Especialista
en Smart,
aplicaciones
de Smart
Hw limitado
Desarrollo de la propuesta 79
Thinking
Things
Smart Home y
Prototipos Propietario
Integración
fácil
Poca variedad
sensores, solo es
posible usarse con
su Hw
Spark Smart Home y
Prototipos Spark
Escalable en
comunidad
Compatibilidad Hw
Mydevices
Cayenne Prototipos y sensores
Arduino, Raspberry,
ESP8266
Panel
personalizad
o de widgets,
fácil uso e
instalación
Documentación
limitada
Información adaptada de https://bbvaopen4u.com/es/actualidad/apis-para-el-internet-de-las-cosas-
thingspeak-pachube-y-fitbit. Elaborado por Johnson Melody
4.3 Desarrollo del sistema de monitorización de signos vitales
Para detallar con exactitud el diseño del tema propuesto, en donde se realizará un sistema
de monitoreo de signos vitales para personas adultas con afecciones cardíacas mediante una
plataforma llamada MyDevices Cayenne basada en el Internet de las Cosas, la cual presenta
todos los componentes necesarios para realizar el sistema propuesto utilizando sensores
específicos para la lectura de los datos. Luego de investigar y analizar cuáles son las
necesidades de los pacientes que tienen este problema de salud, utilizando métodos como la
entrevista y encuesta a doctores especialistas del área se obtuvo la información necesaria
para crear el sistema. Este sistema permitirá que el médico encargado tenga un previo
diagnóstico del paciente, también optimizar recursos y visualizar constantemente como se
encuentra los signos vitales del usuario.
Según el estudio y comparación de los elementos necesarios desde sensores y plataformas
las cuales harán posible el diseño del sistema, se determinó los siguientes materiales:
• Sensor LM35
• Sensor Amped
• Sensor de presión Mpx5500dp
• Arduino Yún Rev2
• Resistencias
• Protoboard
• Cables
• Amplificadores operacionales
• Brazalete
Desarrollo de la propuesta 80
• Micro bomba de aire
• Electroválvula
• Bornera
• Capacitores
• Botonera
• LCD
En el caso de la botonera, se la añade para utilizarla como botones para síntomas comunes
de los pacientes con afecciones cardíacas, en este caso será:
• 1: Inicio de módulo de presión arterial
• 2: Síntoma de dolor de cabeza
• 3: Síntoma dolor de pecho
• 4: Síntoma de mareo
• 5: Emergencia en caso de tener valores fuera del rango normal
Esto servirá de ayuda para que el doctor tenga un poco más de información sobre la salud
del paciente, estos síntomas se tomaron en cuenta de acuerdo con la entrevista que se realizó
a los cardiólogos. Además, en anexos 1 se encuentra el manual de usuario para el paciente,
de acuerdo con la sugerencia de ellos mismo. Se realizó la botonera en una placa como se
muestra en la siguiente imagen.
Figura 57. Botonera de los síntomas de las afecciones cardíacas. Información tomada de Machala. Elaborado
por Johnson Melody
Para las primeras pruebas del sistema se utilizó un Arduino UNO con un módulo de Wi-
Fi ESP8266, el cual es de bajo costo para realizar las pruebas necesarias, dando paso a
establecer la conexión y así añadir los sensores de temperatura y pulso cardíaco.
Desarrollo de la propuesta 81
Figura 58. Circuito de la primera prueba con el ESP8266. Información tomada de
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=469616.0. Elaborado por foro de arduino
Sin embargo, los datos tomados en los sensores de temperatura y pulso cardíaco no se
mostraron correctamente por el Arduino uno junto con el ESP8266, la conexión para
establecerla en la plataforma MyDevices Cayenne, no resultó.
La segunda prueba del prototipo se utilizó el Arduino Yún Rev2 en este caso se añadió
los sensores de temperatura, pulso cardíaco y botones de los síntomas, el módulo de Wi-Fi
ESP8266 no es necesario ya que este tipo de Arduino incluye Wi-Fi en su placa, A
continuación, se muestra las pruebas del sensor de temperatura en la plataforma My Devices
Cayenne.
Figura 59. Visualización temperatura de Plataforma Cayenne. Información tomada de MyDevices Cayenne.
Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 82
Figura 60. Visualización de sensor pulso y botones. Información tomada de MyDevices Cayenne. Elaborado
por Johnson Melody
Estos datos no solo serán visualizados por el médico en la plataforma, sino también una
pantalla LCD para que el paciente pueda observar la información en el dispositivo.
4.4 Desarrollo del módulo de presión arterial
El método que se eligió para medir la presión arterial, fue el oscilométrico, ya que es un
método no invasivo, este permite medir la presión mediante el cambio de amplitud de la
señal de presión por ello se utiliza un brazalete que es inflado y la onda que pasa a través del
vaso arterial produce un pulso en el cual afecta la alteración de presión por medio del
brazalete, este está conectado con una bomba eléctrica y para ver su medición por una
plataforma. Para la presión sistólica, permite que la presión del brazalete sea reducida
incrementa la amplitud hasta llegar al máximo y después disminuye, por ello la presión
sistólica y diastólica son el resultado al identificar la región donde hay incremento y
decrecimiento de pulsos. En el desarrollo del equipo de medición de presión arterial se puede
visualizar un esquema general.
Figura 61. Esquema de módulo de presión. Información tomada de sensor de presión. Elaborado por Johnson
Melody
Desarrollo de la propuesta 83
Figura 62. Presión sistólica y diastólica. Información tomada de American heart global. Elaborado por Isacc
Bermudez
Transductor de presión
Los equipos utilizados para ayudar al ser humano deben tener ciertos requerimientos
técnicos, en este para realizar el módulo de presión arterial se utilizó el sensor MPX5500DP
que es óptimo para utilizarse en microcontroladores o para conectar dispositivos con entrada
AD. Los sensores MPX están formados de materiales de piezo-resistivo, es decir proveen
relaciones entre la linealidad y la presión aplicada, además son sensores de bajo costo, 60Mv
Span (Typ) y +/- 0.25% de linealidad máxima.
Este tipo de sensor permite medir presiones de hasta 50Kpa y es capaz de responder con una
salida de oscila entre los 0.2 a 4.7 V para una tensión de alimentación de 5V.
Figura 63. Sensor de presión MPX5500DP. Información adaptada de
http://www.mouser.com/ds/2/161/MPX5500-256107.pdf. Elaborado por Johnson Melody
Figura 64. Circuito acondicionador del MPX5500DP. Información tomada de
http://www.mouser.com/ds/2/161/MPX5500-256107.pdf. Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 84
Función de transferencia
Cualquier tipo de sensor debe tener una función de transferencia de salida para el caso
del sensor MPX5500DP se obtiene la siguiente ecuación tomada por el fabricante:
Ecuación 1: Respuesta del sensor
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑆( 𝑃 𝑥 0.018 + 0.04)
±( 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑥 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑥 0.018 𝑥 𝑉𝑠)
𝑉𝑠 = 5.0𝑉 ± 0.25𝑉𝑑𝑐
Donde se obtiene que:
Vout: Voltaje de salida del sensor
P: Presión en Kilo Pascal
Vs: Voltaje de alimentación del sensor
Figura 65. Respuesta lineal del sensor. Información tomada de http://www.mouser.com/ds/2/161/MPX5500-
256107.pdf. Elaborado por Mouser electronic
Para obtener una buena implementación del sensor se consideró no tomar en cuenta la
parte de error, ya que no se puede utilizar en algún algoritmo de variación debido a este,
para lo cual se tomó el valor aproximado.
Ecuación 2: Respuesta del sensor valor aproximado
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑆(𝑃 𝑋 0.018 + 0.04)
𝑉𝑜𝑢𝑡 = 𝑉𝑆( 𝑃 𝑥 0.018 + 0.04)
𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑉𝑠= ( 𝑃𝑥 0.018 + 0.04)
(𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑉𝑠 ) − 0.04 = (𝑃 𝑥 0.018)
𝑃 =(
𝑉𝑜𝑢𝑡𝑉𝑠 ) − 0.04
0.018
Desarrollo de la propuesta 85
Estos valores son la presión en Kilo Pascales por ello “P”, sin embargo, la respuesta que
debe dar la salida del sensor debe acoplarse a lecturas de presión en mmHg, para lo cual se
utiliza una conversión de Kilo Pascales a mmHg
Ecuación 3: Conversión
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 ( 𝑚𝑚𝐻𝑔) = 𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 (𝐾𝑝𝑎)(1𝑚𝑚𝐻𝑔)
0.1333𝑘𝑝𝑎
Se calcula valores de referencia superior e inferior en mmHg dados por el sensor
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎: 0 − 50 𝐾𝑝𝑎
𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎: 0.2 − 4.7𝑉
375𝑚𝑚𝐻𝑔 = 50 𝐾𝑝𝑎 (1𝑚𝑚𝐻𝑔)
0.1333𝐾𝑝𝑎
0 𝑚𝑚𝐻𝑔 = 0 𝑘𝑝𝑎(1𝑚𝑚𝐻𝑔)
0.1333𝐾𝑝𝑎
En esta parte de la conversión de unidades anterior, luego de estudiar que la presión
sistólica máxima se encuentra en un valor de 270 mmHg. Se propuso que el sensor este entre
este resultado y superarlo. Por lo cual el sensor es apto para la medición.
375 𝑚𝑚𝐻𝑔 > 270 𝑚𝑚𝐻𝑔
Descripción del circuito
La presión del brazalete (PB) que se utilizará ejercerá una presión usando el transductor,
la salida del sensor será usada de dos formas, la primera forma mide la presión del brazal,
en cambio la otra usará la salida para procesarla y logrará las oscilaciones para aplicar el
método planteado. El sensor que se adquirió para este sistema cuenta con su propio circuito
de acondicionamiento mostrado anteriormente, por ello la presión del brazalete se conecta
directamente a un convertidos analógico – digital.
La salida consta de dos señales, la primera de oscilación aproximadamente en 1Hz sobre
la presión del brazalete 𝑃𝐵(≤ 0.04𝐻𝑧). Entonces un filtro paso alto que contenga dos polos
es el optimó para bloquear la señal de la presión del brazalete. Si el PB no se atenúa, el
voltaje de la señal oscilante no será constante y la amplitud de cada una de las oscilaciones
no tendrán la misma referencia y no se podrán comparar.
Desarrollo de la propuesta 86
Figura 66. Circuito amplificador. Información tomada de Proteus. Elaborado por Johnson Melody
Entonces el filtro está compuesto de dos redes RC las cuales permiten determinar dos
frecuencias de corte (polos), por ellos los dos polos son elegidos de forma que la señal de
oscilación no sea distorsionada. Las frecuencias de corte pueden ser aproximadas a las
siguientes ecuaciones:
𝑓𝑝1 = 1
2𝜋𝑅2𝐶2
𝑓𝑝1 = 1
2𝜋𝑅6𝐶3
Figura 67. Frecuencia del filtro. Información tomada de Proteus. Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 87
En cada persona la señal oscilación será distinta, esta debería variar entre menos de 1
mmHg hasta 3 mmHg. Luego de la función del sensor MPX5500DP, se puede deducir un
voltaje de salida de 12 mV hasta 36 mV, eso se debe a que el filtro obtiene una atenuación
de 10 dB en una señal de oscilación.
Figura 68. Señal de oscilación. Información tomada de Proteus. Elaborado por Johnson Melody
Brazalete
El brazalete se utiliza para medir la presión sanguínea siendo un instrumento de
compresión, esto se debe que cuando se infla en el brazo ejercer una cantidad de presión y
es empujada a la pared de los vasos sanguíneos. Para que un brazalete sea el óptimo para
medición debe cumplir con las siguientes condiciones:
• Tamaño entre 13.5 a 19.5 cm de longitud en l parte que rodea el brazo y debe tener
una entrada para el conducto de aire
• Ergonómico y hermético para que existan ningún tipo de fuga de aire
Micro bomba de aire
Es aquella que permite que el brazalete se llene de aire y se infle, para que esto suceda se
debe tener un microcontrolador que la encienda. Las características de la bomba son:
• Voltaje entre 3.3V a 5V
• Corriente de 1.4A
• Tamaño de 4.5 x 2.5 x 1.2cm (largo, ancho y profundidad)
Desarrollo de la propuesta 88
Electroválvula
La función de la electroválvula es desinflar el brazalete para ello necesita un
microcontrolador para que lo realice. Las características son:
• Voltaje entre 3.3V a 5V
• Corriente de 1.5A
• Calibre del ducto 1/8plg
Después de realizar los respectivos cálculos y verificar las características del módulo de
presión arterial se procede a codificar en el microcontrolador y en la plataforma My Devices
Cayenne. A continuación, se muestra los canales de la presión sistólica y diastólica.
Figura 69. Creación de canales sistólica y diastólica. Información tomada de MyDevices Cayenne. Elaborado
por Johnson Melody
Establecer valores anormales dentro de la plataforma para él botón de emergencia
Figura 70. Creación de disparadores de emergencia. Información tomada de MyDevices Cayenne. Elaborado
por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 89
Es importante añadir un número para contactar al médico o en su defecto a un familiar
cercano esto permitirá que le lleguen mensajes en caso de exceder los valores normales, para
el caso del pulso seria 150 un valor anormal, temperatura entre 39 °C o 40 °C, presión
sistólica 150, y diastólica 40, dentro de la plataforma se selecciona los canales en donde se
encuentra estos sensores para darle paso a la configuración de botón de emergencia o es su
defecto cuando el sensor detecte los valores anormales enseguida alertar al doctor.
Para obtener una mejor visualización del funcionamiento del prototipo se muestra la
siguiente figura:
Figura 71. Creación del funcionamiento del sistema completo. Información tomada de fritzing. Elaborado por
Johnson Melody
Diagrama de flujo final
Figura 72. Diagrama de flujo final. Información tomada de gocorn. Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 90
4.5 Pruebas de los sensores
Para el desarrollo de pruebas de los sensores se comparó los valores obtenidos por el
prototipo con equipos tradicionales, para lo cual se presenta la siguiente tabla:
Tabla 33. Comparación de sensor de temperatura
Pruebas Termómetro de
mercurio Prototipo
Error
absoluto Error relativo
Paciente 1 34 37 2 5,4%
Paciente 2 36 37 1 2,7%
Paciente 3 37 37 0 0,0%
Paciente 4 33 34 1 2,9%
Información tomada de sensores y termómetro mercurial. Elaborado por Johnson Melody
Tabla 34. Comparación de sensor de pulso cardíaco
Pruebas Esfigmomanómetro Prototipo Error
absoluto Error relativo
Paciente 1 84 85 1 1,2%
Paciente 2 79 82 3 3,7%
Paciente 3 70 89 1 1,1%
Paciente 4 90 90 0 0,0%
Información tomada de sensores y tensiómetro digital. Elaborado por Johnson Melody
Tabla 35. Comparación de sensor de presión arterial
Pruebas Esfigmomanómetro Prototipo Error absoluto Error relativo
Sis Dia Sis Dia Sis Dia Sis Dia
1 118 77 121 74 3 3 2.5% 4.1%
2 138 94 137 97 1 3 0.8% 3.4%
3 137 94 138 96 1 2 0.8% 2.3%
4 140 95 138 95 2 0 1.6% 0.0%
Información tomada de sensores y esfigmomanómetro. Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 91
Análisis de las pruebas obtenidas de la comparación de prototipo con instrumentos
tradicionales
Después de ver obtenido los valores de las herramientas tradicionales como termómetro
mercurial y esfigmomanómetro para luego compararlo con el prototipo que se realizó, se
observó que los valores no varían tanto, son similares en la medición de temperatura,
frecuencia cardíaca y presión arterial, demostrando que el prototipo es apto para ser utilizado
sea en uso personal y hospitalario, cuenta con un 95% de confiabilidad en la obtención de
datos en tiempo real. Esta a su vez muestra que la plataforma es eficaz y de fácil uso para la
persona que desee visualizar los datos.
Análisis de costo del prototipo
A continuación, se presenta el análisis de costo del prototipo, las herramientas y sensores
que se utilizaron para el desarrollo del sistema.
Tabla 36. Análisis de costo del prototipo
Cantidad Detalle Precio Unitario Precio Total
1 Arduino Yún Rev 2 120.00 120.00
1 LM324 1.00 1.00
1 Sensor Amped 8.00 8.00
10 Resistencias varias 0.10 1.00
7 Capacitores varios 0.20 1.40
1 LM325 3.00 3.00
1 Electroválvula 4.00 4.00
1 Bomba de aire 6.00 6.00
1 Brazalete 6.00 6.00
1 MPX5500DP 20.00 20.00
2 Borneras 0.50 1.00
1 LCD 10.00 10.00
20 Cable macho-macho 0.10 2.00
2 TIC122 0.75 1.50
1 Potenciómetro 0.30 0.30
VALOR TOTAL 185.20
Información tomada de costo del prototipo. Elaborado por Johnson Melody
Desarrollo de la propuesta 92
Este prototipo fue diseñado con un costo inicial de $110.00 pero en el transcurso de la
investigación se optó por utilizar otros componentes para obtener datos más precisos de los
sensores. Para reducir el costo se puede implementar otro tipo de placa Arduino que sea
compatible con IOT o a su vez implementar una placa dedicada con un microcontrolador
que se compatible con tecnología wifi y poder enlazarla a la plataforma; por cuestión de
tiempo se la realizo con Arduino Yún Rev 2 ya que esta placa fue la que mejores prestaciones
dio al momento de realizar la conexión con la plataforma de IoT (MyDevices Cayenne). La
plataforma proporciona un espacio en su nube donde se almacena la información del
dispositivo, para ello otorga un ID único para cada dispositivo conectado.
4.6 Conclusiones
Una vez elaborado el diseño completo del sistema y realizó pruebas de su buen
funcionamiento se procede a concluir lo siguiente:
1) Se utilizó componentes para la lectura de datos de signos vitales, elegidos a través
de la investigación mediante entrevistas a profesionales del área y encuestas a la
sociedad, los cuales son los principales signos vitales que se deben medir en una
persona con afección cardíaca.
2) Se planteó en el presente trabajo de investigación el diseño de un sistema de
monitoreo de signos vitales para personas adultas con afecciones cardíacas
mediante Arduino en el cual se puede visualizar los datos en una plataforma
llamada MyDevices Cayenne por medio de Wi-Fi, además se le añadió una
botonera de síntomas y un LCD para mostrar los datos en pantalla, así los pacientes
podrán visualizar los valores, los síntomas se agregaron de acuerdo con la
información obtenida de la entrevista realizada a los cardiólogos.
3) Al momento de realizar pruebas del prototipo, se utilizó Arduino UNO junto con
un módulo de Wi-Fi ESP8266, pero este presentó fallas en la conexión mediante
la plataforma MyDevices Cayenne y en la lectura de datos de temperatura y
frecuencia cardíaca, por lo cual se lo sustituyó por un Arduino Yún Rev2, el cual
permitió la comunicación de los sensores en la placa y se visualizó con éxito los
datos en la plataforma, ya que este tipo de placa es utilizada principalmente para
realizar trabajos con IoT.
4) La medición de la presión arterial utilizando el método oscilométrico se la comparó
con la medición de un equipo estándar, para lo cual se demostró que los datos
obtenidos se encuentran dentro de los rangos permitidos.
Desarrollo de la propuesta 93
5) Para un buen desarrollo de una investigación es importante establecer la
metodología a utilizar para la obtención de información, para así estudiarla,
analizarla y adecuarla a las necesidades de los involucrados.
6) Durante el desarrollo del prototipo también se optó por trabajar con una placa de
ESP8266 que es la NodeMCU, que al igual es apta para trabajar en plataformas de
IoT, sin embargo, esta presentó problemas al no contar con los puertos análogos
suficientes para los sensores que se usarían.
7) Para mostrar los datos de los sensores en la plataforma MyDevices Cayenne, se
creó los canales necesarios para los botones y sensores en tiempo real.
8) En el desarrollo de medición de la presión arterial se utilizó el método
oscilometrico, ya que es un método no invasivo y confiable.
4.7 Recomendaciones
Una vez elaborado el sistema completo y estableciendo el perfecto funcionamiento del
dispositivo en conjunto con la plataforma para el uso de este se recomienda lo siguiente:
1) Al utilizar la Arduino Yún Rev2 procurar adaptarle un ventilador, ya que esta
calienta mucho y al procesar los datos se pueden interrumpir por el
sobrecalentamiento.
2) Investigar a profundidad acerca de la programación y librerías de Arduino, para
sensores como el de presión, se generó complicaciones y al principio no se
pudieron visualizar los datos correctamente.
3) Verificar que los cables correspondientes al módulo de presión arterial no se
enreden, ya que esto provocará que al momento de la medición presente errores.
4) Incentivar a los estudiantes a realizar más prototipos de tecnologías aplicadas a la
salud, en el caso de este trabajo añadir otras variables como electrocardiograma,
oxímetro, entre otros para obtener más información del paciente y así obtener un
mejor diagnóstico logrando un monitoreo completo sea para uso particular u
hospitalario.
5) El mensaje de pánico se puede enviar cuando los sensores detecten niveles
anormales en sus signos vitales o en su defecto se creó un botón de emergencia el
cual permite enviar mensaje al correo electrónico designado.
6) Para que la medición de signos vitales sea correcta, el paciente debe estar en
reposo, evitando así alarmas innecesarias.
ANEXOS
Anexo 95
Anexo 1
Manual de usuario
Es importante leer bien las instrucciones antes de usar el dispositivo
Descripción del sistema en general
El prototipo fue diseñado para monitorear los signos vitales en personas adultas con
afecciones cardíacas, y para ello se eligió los principales signos vitales de esas enfermedades
que son temperatura, frecuencia cardíaca y presión arterial el cual permite enviar datos en
tiempo real en una plataforma de IoT. Este prototipo consta del módulo principal el cual se
visualiza los botones, LCD, un switch para encender y apagar, el brazalete de presión, sensor
de pulso y temperatura. Dentro del módulo se encuentra el microcontrolador que se encarga
de distribuir la información a la plataforma en tiempo real y continuo. Dentro de la
plataforma MyDevices Cayenne se configuro el mensaje de correo en caso de detectar
valores de los signos vitales fuera de lo normal. Para el módulo de control el cual permite
encender el prototipo utiliza una fuente de poder de 5V con 3A.
El prototipo está diseñado para que sea de fácil uso para el paciente, se muestra el LCD
junto con los botones de inicio de módulo de presión arterial, botones de síntoma,
emergencia y sensor de pulso cardíaco en la parte de adelante.
Anexo 96
Los botones son
1: Inicio de sensor de presión arterial
2: Síntoma de dolor de cabeza
3: Síntoma de dolor de pecho
4: Síntoma de mareo
5: Emergencia en caso de tener valores elevados
En la parte lateral izquierda se encuentra en switch de encender y apagar, un led indicador
para demostrar que el dispositivo este encendido, entrada de corriente y salida del brazalete
de presión, para tener un valor exacto de la temperatura se añadió el sensor dentro del
brazalete.
Anexo 97
Anexo 2
Manual para médico
En el caso de la persona que visualizará los datos en la plataforma los pasos son los
siguientes:
• En un teléfono Android buscar en la Play Store MyDevices Cayenne
• Luego descargar la aplicación, que tiene como tamaño de 20.16 MB y permisos de
acceso a almacenamiento, a la red, API de instalación, conexiones Wi-Fi, recibir
datos de internet entre otros.
• Se empieza el registro de la cuenta, nombre, apellido, correo electrónico y contraseña
Anexo 98
• Aparecerá el sistema de monitoreo creado
Anexo 99
• Aparecen los canales creados en este caso de los sensores
• Para ver los valores de los datos mostrados estadísticamente se debe hacer doble clic
en el canal deseado y mostrará, en días, horas, semanas, meses y live cuando lo
muestra en tiempo real.
Anexo 100
Anexo 3
Codificación del prototipo
Anexo 101
Anexo 102
Anexo 4
Detalles técnicos de sensores
Anexo 103
Anexo 104
Anexo 105
Anexo 106
Anexo 107
Anexo 108
Anexo 109
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